1、 化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 1实验十三 设计实验硫酸和草酸混合液的测定（各含约 0.25 moLL-1）一. 实验目的1. 选择合理的方法测定混合液中硫酸和草酸的浓度。2. 准确标定 KMnO4标准溶液的浓度。3. 准确测定混合液中硫酸和草酸的浓度（moLL -1）（Et0.2%）。二. 本次方案设计的具体要求1. 题目：硫酸和草酸混合液的测定（各含约 0.25 moLL-1）2. 实验原理：包括采用何种方法，采用何种滴定方式，滴定剂的选择，指示剂的选择，滴定和标定反应方程式；3. 主要试剂和仪器：试剂应写明浓度；4. 实验步骤：详细且明确，应包括试
2、剂的配制、标准溶液的标定、试样的处理、试样的测定，每一步都必须写明所用仪器和称样量的计算；5. 结果计算：写出标定和测定结果的计算公式，必须注明公式中各项的单位及意义，样品测定结果以 H2SO4 和 H2C2O4 的物质的量浓度表示（单位：molL -1）；6. 用实验报告纸，时间 3 小时，可参考教材和其他参考资料，但要求独立完成。化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 2方案示例一. 实验原理H2SO4 的 Ka2为 1.010-2，H2C2O4 的 Ka1为 5.910-2，Ka2为6.410-5，Ka2 (H2SO4) / Ka1 (H2C2O4) 105
3、，Ka1 (H2C2O4) / Ka2 (H2C2O4) 105，因此不能分别准确滴定 H+的浓度，只能用 NaOH 标准溶液直接准确滴定试液中 H+的总浓 度，滴定反应为：H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2OH2C2O4 + 2NaOH = Na2C2O4 + 2H2O化学计量点的产物为 Na2SO4 和 Na2C2O4，溶液呈弱碱性，可选用酚酞为指示剂。试液中 H2C2O4 的浓度可用 KMnO4标准溶液直接准确滴定，滴定在 H2SO4 溶液介质中，利用 MnO4-自身的 颜色变化指示终点，滴定反应为：2MnO4- + 5C2O42-+16H+Mn 2+10CO 28
4、H 2O反应的温度条件为 7585，用 MnSO4 作催化剂。NaOH 标准溶液易吸收空气中的水分和二氧化碳，只能用 间接法配制近似浓度的溶液，然后通过基准物质进行标定。标定 NaOH 标准溶液常用的基准物质有 H2C2O4 2H2O 和邻苯二甲酸氢钾， 为使测定条件和标定条件尽可能一致，本方案中采用 H2C2O4 2H2O 作为标 定 NaOH 标准溶液的基准物质。标定反应为：H2C2O4 + 2NaOH = Na2C2O4 + 2H2O化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 3化学计量点的产物为 Na2C2O4，溶液呈弱碱性，可选用酚酞为指示剂。KMnO4 固
5、体试剂中常含有少量 MnO2 和其他杂质，蒸馏水中常含有微量的还原性物质，因此 KMnO4标准溶液必须用间接法配制。标定 KMnO4标准溶液的基准物质有 Na2C2O4 ，H2C2O4 2H2O，As2O3，铁丝等，其中以 Na2C2O4 最为常用。在 0.51 moLL-1 的 H2SO4 介质中，用 Na2C2O4标定 KMnO4反应为：2MnO 4- + 5C2O42- +16H+Mn 2+10CO 28H 2O反应的温度条件为 7585，用 MnSO4 作催化剂，利用 MnO4-自身的颜色变化指示终点。二. 仪器与试剂1. 常用滴定分析仪器，电子天平2. 0.2酚酞乙醇溶液3. 基准物
6、质 H2C2O4 2H2O(S)4. 基准物质 Na2C2O4 (S)5. NaOH（S）6. 0.5 moLL-1 MnSO4 溶液7. 0.01 moLL-1KMnO4标准溶液（约）8. 待测试液（约含 0.025 moLL-1 H2C2O4、0.025 moLL-1 H2SO4）三. 实验步骤1. 0.10molL-1NaOH 标准溶液的配制化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 4用台秤称取 NaOH 固体 1.0g 于 250mL 烧杯中，用量筒加入250mL 刚煮沸并冷却的蒸 馏水溶解， 混匀。 （0.10 2501000 401.0g）2. 0.10
7、molL-1NaOH 标准溶液的标定第一种方案：准确称取 1.31.6g 基准 H2C2O42H2O 于烧杯中，加水溶解后，定容于 250mL 容量瓶中。准确移取 25.00mLH2C2O42H2O 溶液于 250mL 锥形瓶中，加入 2 滴酚酞指示剂，用待标定的 NaOH 溶液滴定至呈微 红色并保持半分钟不褪即为终点，消耗 NaOH 的体积为 VmL，平行滴定三份，计算 NaOH 溶液的浓度。 （1/2 0.1 20/1000 1260.13g，1/2 0.1 25/1000 1260.16 g）第二种方案：分别称取 0.410.51g KHP 三份于锥形瓶中，加 25mL 水溶解，加入 2
8、 滴酚酞指示剂，用待测 NaOH 标准溶液滴定至溶液呈微 红色，并保持半分钟不褪即为终点，消耗 NaOH 的体 积为 VmL，平行滴定三份，计算 NaOH 溶液的 浓度。（0.1 20/1000 2040.41 g，0.1 25/1000 2040.51 g）3. 0.01 moLL-1 KMnO4标准溶液的配制称取 0.4 g KMnO4 置于 400 mL 烧杯中，加入 250 mL 水溶解后，盖上表面皿，加热至沸并保持微沸状态 1 小时，冷却后于室温下放置 23 天后，用微孔玻璃漏斗或玻璃棉过滤，滤液储于清洁带塞的化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 5棕
9、色瓶中。 （0.01 250/1000 1580.40 g）4. 0.01 moLL-1KMnO4标准溶液的标定准确称取 0.670.84 g Na2C2O4 置于 250 mL 烧杯中，加约 100 mL 水微热溶解后，定容于 250 mL 容量瓶中，摇匀。 （5/2 0.01 20/1000 1340.067，5/2 0.01 25/1000 1340.084，称大样，扩大 10 倍）用 25 mL 移液管移取 25.00 mL Na2C2O4 溶液置于 250 mL 锥形瓶中，加入 3 moLL-1 H2SO4 10 mL，加热至 7085 （即开始冒蒸汽的温度），趁热用 KMnO4标准
10、溶液进行滴定（滴定速度不能过快，开始滴定时反应速度应慢些，可加入 2 滴 MnSO4 溶液，随着滴定的进行，Mn 2+增多，滴定速度可适当加快），直至溶液呈微 红色 30 秒不褪色即为终点（温度应保持在 60以上），记录体积 V1，单位（mL），平行 标定三份。5. 试样溶液的稀释原始试样为 0.25 molL-1H2SO4 和 0.25molL-1H2C2O4，浓度太大，需稀释 10 倍。用移液管移取 25.00mL 待测原始试样于 250mL 容量瓶中，定容至刻度，摇 匀。6. H2C2O4浓度的测定用 25 mL 移液管移取 25.00 mL 试液置于 250 mL 锥形瓶中，加入 3
11、moLL-1 H2SO4 10 mL，加热至 7585（加入 23 滴 MnSO4溶液），趁热用 KMnO4标准溶液滴定至溶液呈微红色，30 秒不褪色即为终点（温度保持在 60以上），记录体积 V2，单位（mL ），平行三化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 6份。7. H2SO4浓度的测定用 25 mL 移液管移取 25.00 mL 试液置于 250 mL 锥形瓶中，加入 23 滴酚 酞指示剂，用 0.1 moLL-1 NaOH 标准溶液滴定至溶液呈浅微红色， 30 秒不褪色即为终点，记录体积 V3，单位（mL ），平行测定三份。四、结果计算1. KMnO4标
12、准溶液的标定)(10.25521424 LmolVMmcOCNaKnO2. H2C2O4浓度的测定 )(0.25.251442 LolccKMnOOCH3. NaOH 标准溶液的标定用 H2C2O42H2O 标定： 3210.54NaOHCNaOHVmc用 KHP 标定： 310NaOHKPaVMc4. H2SO4浓度的测定 )(0.250.25.1 134242 LmolccOCHNaOSH或 )( 13442 lVcKMnOaSO化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 7设计方案评分标准1. 实验原理：30 分其中标定、滴定反应方程式共四个各 3 分，共 12
13、 分；标定NaOH 溶液浓度、滴定 H2SO4 化学计量点 pH 的计算或说明及指示剂的选择各 4 分，共 8 分；KMnO 4 的标定和 H2C2O4浓度的测定说明各 5 分，共 10 分。2. NaOH 标准溶液的配制：8 分浓度不对、量不合适、无计算各扣 2 分。3. NaOH 标准溶液的标定：8 分基准物质的用量无计算、指示剂不对各扣 2 分4. KMnO4标准溶液的配制： 8 分浓度不对、量不合适、无计算各扣 2 分。5. KMnO4标准溶液的 标定：8 分基准物质的用量无计算、酸度控制不准确、温度不对各扣 2 分。6. 原始试样的稀释：8 分用量筒扣 2 分，无仪器说明扣 2 分。
14、7. H2SO4浓度的测定： 5 分8. H2C2O4浓度的测定：5 分9. 结果计算：20 分NaOH、KMnO4标定计算公式，H 2SO4 和 H2C2O4浓度计算公式各 5 分。化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 8学生方案设计中存在的问题一. 原理部分1. 采用的方法基本正确；2. 部分学生没有化学计量点 pH 值的计算或说明；3. 部分学生没写标定、滴定反应方程式。二. 试剂部分基本正确。三. 实验步骤部分1. 0.10molL-1NaOH 标准溶液的配制浓度不合适、不配制、不计算所需 NaOH 的质量；配制 NaOH所用的蒸馏水没有除去 CO2 。
15、2. 0.10molL-1NaOH 标准溶液的标定H2C2O42H2O 的称量范围不计算。3. 0.01 moLL-1 KMnO4标准溶液的配制浓度不合适、不配制、不计算所需 NaOH 的质量；配制方法不说明。4. 0.01moLL-1 KMnO4标准溶液的标定Na2C2O4 的称量范围不计算。5. 试样溶液的稀释有的学生没有任何所用仪器说明，只提到稀释 10 倍。有的不进行稀释，直接 进行测定。6. H2C2O4浓度的测定化 学 化 工 与 环 境 工 程 学 院 讲 稿 专 用 纸第 页 9所用 KMnO4 的体积表述不清楚，单位不明确；7. H2SO4浓度的测定所用 NaOH 的体积表述不清楚，单位不明确。四. 结果计算公式1. NaOH 标准溶液浓度的计算滴定体积不写单位，在公式中造成混乱。2. KMnO4标准溶液浓度的计算滴定体积不写单位，在公式中造成混乱；个别学生计算公式的系数错误。3. H2C2O4浓度的计算没考虑稀释倍数，求出的是稀释后的浓度，而不是原始试样的浓度。部分学生计算公式的系数错误。4. H2SO4浓度的计算没考虑稀释倍数，求出的是稀释后的浓度，而不是原始试样的浓度。部分学生公式错误，说明对计算的把握还不够。
