(12分)某科研小组在900℃的空气中合成出化学式为La2Ca2MnOx的超导体材料，其中La以+3价存在。为确定x的值，进行如下分析：步骤1：准确称取0.5250g超导体材料样品，放入锥形瓶中，加25.00mL0.0600

Question

(12分)某科研小组在900℃的空气中合成出化学式为La₂Ca₂MnO_x的超导体材料，其中La以+3价存在。为确定x的值，进行如下分析：

步骤1：准确称取0.5250g超导体材料样品，放入锥形瓶中，加25.00mL0.06000mol•L^－1Na₂C₂O₄溶液(过量)和25mL6mol•L^－1HNO₃溶液，在60-70℃下充分摇动，约半小时后得到无色透明溶液A(该条件下，只有Mn元素被还原为Mn²⁺，Na₂C₂O₄被氧化为CO₂)。

步骤2：用0.02000mol•L^－1KMnO₄溶液滴定溶液A至终点，消耗10.00mL KMnO₄溶液。

（1）步骤1反应后溶液中Mn²⁺的物质的量浓度为0.02000mol•L^－1。常温下，为防止Mn²⁺形成Mn(OH)₂沉淀，溶液的pH的范围为           [已知Mn(OH)₂的Ksp=2.0×10^－13]

（2）步骤2滴定终点的现象是                                。

（3）步骤2滴定终点读数时俯视刻度，其他操作都正确，则所测x的值将             (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

（4）求x的值(写出计算过程)。

 

Answer 1

（12分）（1）pH≤8.5（2分）；（2）溶液变成浅红色，且半分钟内不褪色（2分）；（3）偏大（2分）

（4）样品溶解后，滴定消耗高锰酸钾：n(KMnO₄)=0.01L×0.02000 mol·L^－1＝2.0×10^-4mol（1分）

2MnO₄^－＋     5C₂O₄^2－＋ 16H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O

2.0×10^-4mol    5.0×10^-4mol                  （1分）

样品溶解过程所消耗的C₂O₄^2－的物质的量是：

0.025L×0.06000 mol/L—5.0×10^-4mol＝1.0×10^-4mol  （1分）

La₂Ca₂MnO_x中Mn的化合价为(2x－10)（1分）

La₂Ca₂MnO_x中锰得电子数与C₂O₄^2－失电子数相等：

，解得：x＝7（2分）