“高锰酸钾溶液标定”实验中两个问题的讨论.docx

“高锰酸钾溶液标定”实验中两个问题的
讨论
作者：曹继莲来源：《中学教学参考•中旬》2013年第12期
西藏大学理学院(850000)曹继莲
一、提出问题
在高锰酸钾的配制和标定实验中，常常会有褐色沉淀产生，教师常常解释为以下两个“高锰酸钾溶液标定”实验中两个问题的
讨论
作者：曹继莲来源：《中学教学参考•中旬》2013年第12期
西藏大学理学院(850000)曹继莲
一、提出问题
在高锰酸钾的配制和标定实验中，常常会有褐色沉淀产生，教师常常解释为以下两个原因：一是滴定速度过快；二是酸度不够。给出的相应解决方法：一是滴定速度放慢；二是多加点硫酸。这是不是产生褐色沉淀的原因，用以上方法就可以避免褐色沉淀产生吗？针对以上问题，笔者通过实验验证及理论分析进行了探究。
二、实验
仪器和主要试剂
锥形瓶、酸式滴定管、H2S04(3mol・L-1)、Na2C204(s,AR)、已配制好的浓度约为
・L-1的KMnO4溶液
实验过程
，置于锥形瓶中，加2mL(正常实验中加入的是10mL)H2S04(3mol・L-1)和40mL蒸馏水使其溶解，慢慢加热直到有蒸汽冒出(约75°C~85°C)，・L-lKMnO4溶液倒入。观察到紫红色慢慢褪去，得到无色溶液，并没有发现褐色沉淀产生。
・L-1KMnO4溶液，继续对锥形瓶中的剩余溶液滴定，同时充分摇匀，快终点时放慢滴定速度，直至锥形瓶溶液在半分钟内仍保持为红色不褪。此时可看到粉红色透明溶液。
・L-lKMnO4滴定约l-2mL，并放在酒精灯上稍微加热，此时溶液中出现褐色沉淀。
对实验现象的理论分析
滴定速度对褐色沉淀产生的影响分析
从实验(1)中我们可以看出，刚开始滴定速度快慢并不影响褐色沉淀是否产生，・L-lKMnO4溶液倒入，也没有发现褐色沉淀。具体原因对照电极电势差可知，差值越大，越先被氧化。根据这个理论，我们可以得出，在有大量草酸根离子存在的情况下，Mn2+和MnO-4在酸性条件下不可能反应生成褐色沉淀MnO2，而是MnO-4和C2O2+4优先反应。
在实验（2）中，我们要求接近终点时要放慢滴定速度，是因为此时溶液中C202-4的浓度很小，和滴入的MnO-4碰撞的机会减少；而Mn2+的浓度却大得多，如果滴入太快，就会出现褐色沉淀。
从实验（3）中我们可以看出，在酸性和较高温度条件下，Mn2+和MnO-4很容易发生下列反应：
2MnO-4+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+
所以我们发现了褐色沉淀。
（2）酸度对褐色沉淀产生的影响分析
KMnO4在不同的酸度下，会发生下列反应：
强酸：MnO-4+8H++5e-=Mn2++4H2O；
中性、弱酸（碱）：MnO-4+2H2O+3e-=MnO2+4