实验十 高锰酸钾标准溶液的配制与标定
【实验目的】
1. 高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件。
2. 掌握采用Na2C2O4作基准物标定高锰酸钾标准溶液的操作方法。
3. 进一步学会分析天平、酸式滴定管的的使用方法。
4. 掌握有色溶液在酸式滴定管中的读数技巧。
【实验原理】 市售的KMnO4试剂常含有少量MnO2和其他杂质，如硫酸盐、氯化物及硝酸盐等；另外，蒸馏水中常含有少量的有机物质，能使KMnO4还原，且还原产物能促进KMnO4自身分解，分解方程式如下：
2MnO4+ 2H2O = 4MnO2 + 3O2↑+ 4OH
见光使分解更快。因此，KMnO4的浓度容易改变，不能用直接法配制准确浓度的高锰酸钾标准溶液，必须正确的配制和保存，如果长期使用必须定期进行标定。
标定KMnO4的基准物质较多，有As2O3、H2C2O4·2 H2O 、Na2C2O4和纯铁丝等。其中以Na2C2O4最常用，Na2C2O4不含结晶水，不宜吸湿，宜纯制，性质稳定。用Na2C2O4标定KMnO4的反应为：
2MnO4+ 5C2O4
-- 2- --+ 16H= 2Mn+ 2+ + 10CO2↑+ 8 H2O 滴定时利用MnO4本身的紫红色指示终点，称为自身指示剂。
【实验试剂和仪器】
（1）试剂 KMnO4（A.R.）、 Na2C2O4（A.R.）、H2SO4（3mol/L）
（2）仪器 台秤（公用）、 分析天平（ 公用）、 小烧杯（100mL） 1个 、大烧杯（1000mL） 1个 、 酒精灯1个 、 棕色细口瓶1个、 称量瓶1 个、 锥形瓶（250 ml ）3个、酸式滴定管（25 ml ）1支
（3）其他 药匙、洗瓶、玻璃棒、石棉网、微孔玻璃漏斗、量筒（50ml）。
【实验内容】
(一)实验操作
1. 高锰酸钾标准溶液的配制 在托盘天平上称取高锰酸钾约1.7g于烧杯中，加入适量蒸馏水煮沸加热溶解后倒入洁净的500mL棕色试剂瓶中，用水稀释至500 mL，摇匀，塞好，静止7~10d后将上层清液用玻璃砂芯漏斗过滤，残余溶液和沉淀倒掉，把试剂瓶洗净，将滤液倒回试剂瓶，摇匀，待标定。如果将称取的高锰酸钾溶于大烧杯中，加500mL水，盖上表面皿，加热至沸，保持微沸状态1小时，则不必长期放置，冷却后用玻璃砂芯漏斗过滤除去二氧化锰的杂质后，将溶液储于500mL棕色试剂瓶可直接用于标定。
2. 高锰酸钾标准溶液的标定 准确称取0.13~0.16g基准物质Na2C2O4三份，分别置于250mL的锥形瓶中，加约30mL蒸馏水和3mol/LH2SO410mL，盖上表面皿，在石棉铁丝网上慢慢加热到70~80℃（刚开始冒蒸气的温度），趁热用高锰酸钾溶液滴定。开始滴定时反应速度慢，待溶液中产生了Mn后，滴定速度可适当加快，直到溶液呈现微红色并持续半分钟不褪色即终点。根据Na2C2O4的质量和消耗KMnO4溶液的体积计算KMnO4浓度。用同样方法滴定其它二份Na2C2O4溶液，相对平均偏差应在0.2％以内。 2+
(二)实验结果记录及计算
表10-1 高锰酸钾标准溶液的标定结果记录及计算
(三)注意事项
1．蒸馏水中常含有少量的还原性物质，使KMnO4还原为MnO2·nH2O。市售高锰酸钾内含的细粉状的MnO2·nH2O能加速KMnO4的分解，故通常将KMnO4溶液煮沸一段时间，冷却后，还需放置2~3天，使之充分作用，然后将沉淀物过滤除去。
2．在室温条件下，KMnO4与C2O4-之间的反应速度缓慢，故加热提高反应速度。但温度又不能太高，如温度超过85℃则有部分H2C2O4分解，反应式如下：
H2C2O4=CO2↑+CO↑+H2O
3．草酸钠溶液的酸度在开始滴定时约为1mol/L；滴定终了时约为0.5mol/L，这样能促
使反应正常进行，并且防止MnO2的形成。滴定过程如果发生棕色浑浊（MnO2），应立即加入H2SO4补救，使棕色浑浊消失。
4．开始滴定时，反应很慢，在第一滴KMnO4还没有完全褪色以前，不可加入第二滴。当反应生成能使反应加速进行的Mn后，可以适当加快滴定速度，但过快则局部KMnO4过浓而分解，放出O2或引起杂质的氧化，都可造成误差。如果滴定速度过快，部分KMnO4将来不及与Na2C2O4反应，而会按下式分解：
4MnO4+ 4H= 4MnO2 + 3O2↑+ 2H2O
5．KMnO4标准溶液滴定时的终点较不稳定，当溶液出现微红色，在30秒钟内不褪时，滴定就可认为已经完成，如对终点有疑问时，可先将滴定管读数记下，再加入1滴KMnO4标准溶液，发生紫红色即证实终点已到，滴定时不要超过计量点。
6．KMnO4标准溶液应放在酸式滴定管中，由于KMnO4溶液颜色很深，液面凹下弧线不易看出，因此，应该从液面最高边上读数。 - + 2+
【思考题】
1、配制KMnO4标准溶液为什么要煮沸，并放置一周后过滤？能否用滤纸过滤？
2、滴定KMnO4标准溶液时，为什么第一滴KMnO4溶液加入后红色褪去很慢，以后褪色较快？
实验十 高锰酸钾标准溶液的配制与标定
【实验目的】
1. 高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件。
2. 掌握采用Na2C2O4作基准物标定高锰酸钾标准溶液的操作方法。
3. 进一步学会分析天平、酸式滴定管的的使用方法。
4. 掌握有色溶液在酸式滴定管中的读数技巧。
【实验原理】 市售的KMnO4试剂常含有少量MnO2和其他杂质，如硫酸盐、氯化物及硝酸盐等；另外，蒸馏水中常含有少量的有机物质，能使KMnO4还原，且还原产物能促进KMnO4自身分解，分解方程式如下：
2MnO4+ 2H2O = 4MnO2 + 3O2↑+ 4OH
见光使分解更快。因此，KMnO4的浓度容易改变，不能用直接法配制准确浓度的高锰酸钾标准溶液，必须正确的配制和保存，如果长期使用必须定期进行标定。
标定KMnO4的基准物质较多，有As2O3、H2C2O4·2 H2O 、Na2C2O4和纯铁丝等。其中以Na2C2O4最常用，Na2C2O4不含结晶水，不宜吸湿，宜纯制，性质稳定。用Na2C2O4标定KMnO4的反应为：
2MnO4+ 5C2O4
-- 2- --+ 16H= 2Mn+ 2+ + 10CO2↑+ 8 H2O 滴定时利用MnO4本身的紫红色指示终点，称为自身指示剂。
【实验试剂和仪器】
（1）试剂 KMnO4（A.R.）、 Na2C2O4（A.R.）、H2SO4（3mol/L）
（2）仪器 台秤（公用）、 分析天平（ 公用）、 小烧杯（100mL） 1个 、大烧杯（1000mL） 1个 、 酒精灯1个 、 棕色细口瓶1个、 称量瓶1 个、 锥形瓶（250 ml ）3个、酸式滴定管（25 ml ）1支
（3）其他 药匙、洗瓶、玻璃棒、石棉网、微孔玻璃漏斗、量筒（50ml）。
【实验内容】
(一)实验操作
1. 高锰酸钾标准溶液的配制 在托盘天平上称取高锰酸钾约1.7g于烧杯中，加入适量蒸馏水煮沸加热溶解后倒入洁净的500mL棕色试剂瓶中，用水稀释至500 mL，摇匀，塞好，静止7~10d后将上层清液用玻璃砂芯漏斗过滤，残余溶液和沉淀倒掉，把试剂瓶洗净，将滤液倒回试剂瓶，摇匀，待标定。如果将称取的高锰酸钾溶于大烧杯中，加500mL水，盖上表面皿，加热至沸，保持微沸状态1小时，则不必长期放置，冷却后用玻璃砂芯漏斗过滤除去二氧化锰的杂质后，将溶液储于500mL棕色试剂瓶可直接用于标定。
2. 高锰酸钾标准溶液的标定 准确称取0.13~0.16g基准物质Na2C2O4三份，分别置于250mL的锥形瓶中，加约30mL蒸馏水和3mol/LH2SO410mL，盖上表面皿，在石棉铁丝网上慢慢加热到70~80℃（刚开始冒蒸气的温度），趁热用高锰酸钾溶液滴定。开始滴定时反应速度慢，待溶液中产生了Mn后，滴定速度可适当加快，直到溶液呈现微红色并持续半分钟不褪色即终点。根据Na2C2O4的质量和消耗KMnO4溶液的体积计算KMnO4浓度。用同样方法滴定其它二份Na2C2O4溶液，相对平均偏差应在0.2％以内。 2+
(二)实验结果记录及计算
表10-1 高锰酸钾标准溶液的标定结果记录及计算
(三)注意事项
1．蒸馏水中常含有少量的还原性物质，使KMnO4还原为MnO2·nH2O。市售高锰酸钾内含的细粉状的MnO2·nH2O能加速KMnO4的分解，故通常将KMnO4溶液煮沸一段时间，冷却后，还需放置2~3天，使之充分作用，然后将沉淀物过滤除去。
2．在室温条件下，KMnO4与C2O4-之间的反应速度缓慢，故加热提高反应速度。但温度又不能太高，如温度超过85℃则有部分H2C2O4分解，反应式如下：
H2C2O4=CO2↑+CO↑+H2O
3．草酸钠溶液的酸度在开始滴定时约为1mol/L；滴定终了时约为0.5mol/L，这样能促
使反应正常进行，并且防止MnO2的形成。滴定过程如果发生棕色浑浊（MnO2），应立即加入H2SO4补救，使棕色浑浊消失。
4．开始滴定时，反应很慢，在第一滴KMnO4还没有完全褪色以前，不可加入第二滴。当反应生成能使反应加速进行的Mn后，可以适当加快滴定速度，但过快则局部KMnO4过浓而分解，放出O2或引起杂质的氧化，都可造成误差。如果滴定速度过快，部分KMnO4将来不及与Na2C2O4反应，而会按下式分解：
4MnO4+ 4H= 4MnO2 + 3O2↑+ 2H2O
5．KMnO4标准溶液滴定时的终点较不稳定，当溶液出现微红色，在30秒钟内不褪时，滴定就可认为已经完成，如对终点有疑问时，可先将滴定管读数记下，再加入1滴KMnO4标准溶液，发生紫红色即证实终点已到，滴定时不要超过计量点。
6．KMnO4标准溶液应放在酸式滴定管中，由于KMnO4溶液颜色很深，液面凹下弧线不易看出，因此，应该从液面最高边上读数。 - + 2+
【思考题】
1、配制KMnO4标准溶液为什么要煮沸，并放置一周后过滤？能否用滤纸过滤？
2、滴定KMnO4标准溶液时，为什么第一滴KMnO4溶液加入后红色褪去很慢，以后褪色较快？