第二部分：实验原理

教师讲解

利用KMnO⁴在强酸性溶液中的强氧化性，以KMnO⁴标准溶液作滴定剂测定样品中被测物质含量的方法，称为KMnO⁴法。

1.KMnO⁴溶液的配制及标定

由于KMnO⁴固体试剂中常含有少量MnO²和其他杂质，而且蒸馏水中也常含有微量的还原性物质，能与KMnO⁴作用析出MnO(OH)²沉淀，MnO²和MnO(OH)²又进一步促进KMnO⁴的分解。因此，KMnO⁴标准溶液用标定法配制。配制KMnO⁴溶液时,通常称取稍多于理论量的KMnO⁴固体，溶解在规定体积的蒸馏水中，盖上表面皿，加热煮沸(微佛)1h,放置2-3d后,使各种还原性物质完全氧化，用微孔玻璃砂芯漏斗过滤,除去沉淀。将过滤后的KMnO⁴溶液储存于棕色瓶中，放置暗处，以待标定。标定KMnO⁴的基准物质有H²C²O⁴·2H²O，Na²C²O⁴，(NH4)2Fe（SO⁴）2·6H²O，纯铁丝等，其中以Na²C²O⁴最为常用。

在H²SO⁴溶液中，MnO⁴-与C²O⁴2-的反应:

为了使上述反应能快速定量地进行，应注意以下条件:

1)温度：反应适宜的温度为75-85 ℃。在室温下,该反应速率缓慢,需将溶液加热。加热温度也不能过高(温度高于90 ℃)，会引起H²C²O⁴分解:

2）酸度：为了使滴定反应能够正常进行，溶液应保持足够的酸度。一般在开始滴定时溶液的酸度为0.5-0.6 mol·L_-1，滴定终点时溶液的酸度为0.3 mol·L_-1。酸度过低时，往往容易生成MnO²，酸度过高时，促使H²C²O⁴分解。

3）滴定速度：该反应是一个自动催化反应，随着Mn2+ 的产生，反应速率逐渐加快。开始滴定时，应逐滴缓慢加入KMnO⁴ 溶液，在第1滴KMnO⁴ 红色没有褪去之前，不急于加入第2滴。待溶液中生成具有催化作用的Mn2+ 后，反应速率加快。但在滴定过程中，仍需逐滴加入KMnO⁴溶液，如果滴加速度过快，部分KMnO⁴溶液来不及与C²O⁴2- 反应，就会在热的溶液中按下式分解，导致标定结果偏低。

4）滴定终点：滴定终点溶液呈现的微红色不能持久，是因为空气中的还原性物质和灰尘都能与KMnO⁴缓慢作用，使之还原为Mn2+，使溶液的微红色消失。

5）指示剂：MnO⁴_- 本身具有鲜明的紫红色，在滴定无色或浅色溶液时，可利用MnO⁴_- 自身的颜色指示终点，为自身指示剂。

2.双氧水含量的测定

双氧水(H²O²)在工业、生物、医学等方面应用广泛。利用H²O²的氧化性漂白毛和丝织物，纯的H²O²用作火箭燃料的氧化剂，工业上利用H²O²的还原性除去氯气，医学上常用H²O²进行消毒和杀菌，双氧水是医学上最常使用的消毒液。H²O²分子中有过氧链(-O-O-),氧的氧化数为-1，既有强氧化性又有还原性。在强酸性条件下，可用KMnO⁴标准溶液直接测定H²O²含量,其反应如下:

此反应在室温下进行。滴定开始时，反应速率慢，随着Mn2+ 的产生，反应速率会逐渐加快。也可向该反应中加入2-3滴MnSO⁴溶液作为催化剂，以加快反应速率。本实验应用高锰酸钾法测定医用消毒液中H²O²的含量(单位：g·L_-1)。

边学边练

在用KMnO₄法测定H²O²含量时，为加快反应可加入（ ）。

A．H²SO₄ B.MnSO₄ C.KMnO₄ D.NaOH

教师解析：答案为B，MnSO4溶液是催化剂，能加快反应，现象更明显。