Question

12．為測(cè)定某溶液中Ca²⁺的含量，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：量取100mL該溶液與燒杯中，加入足量的（NH₄）₂C₂O₄溶液使Ca²⁺轉(zhuǎn)化為CaC₂O₄沉淀（假設(shè)其他離子均不生成沉淀），過濾、洗滌后，往沉淀中加入足量稀硫酸，然后用0.1000mol•L^-1的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．
（1）配平KMnO₄氧化H₂C₂O₄的化學(xué)方程式：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═1K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O
（2）如圖1所示的儀器中，配制0.1000mol•L^-1的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)肯定不需要的是AC（填標(biāo)號(hào)），除此之外還需用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒（填儀器名稱）．
（3）在實(shí)驗(yàn)中其他操作均正確，若定容時(shí)仰視刻度線，則所得溶液濃度＜0.1000mol•L^-1（填“＞”、“＜”或“=”，下同）；若KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液在轉(zhuǎn)移至容量瓶時(shí)，灑落了少許，則所得溶液濃度＜0.1000mol•L^-1．
（4）若滴定過程中消耗KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則原溶液中Ca²⁺的質(zhì)量濃度為2.000g•L^-1．
（5）如圖2為草酸鈣固體在受熱分解過程中所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度變化的曲線，圖中A、B、C分別代表三種固體，寫出固體A到B的化學(xué)方程式：CaC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+CO↑．

Answer 1

分析 （1）該反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)變?yōu)?2價(jià)、C元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?4價(jià)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；
（2）根據(jù)配制步驟是計(jì)算、量取、稀釋、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶來分析需要和不需要的儀器；
（3）根據(jù)c=$\frac{n}{V}$并結(jié)合溶質(zhì)的物質(zhì)的量n和溶液的體積V的變化來進(jìn)行誤差分析；
（4）根據(jù)2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═1K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O，利用關(guān)系式法計(jì)算：5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄，原溶液中Ca²⁺的質(zhì)量濃度計(jì)算公式為c=$\frac{m}{V}$，注意濃度的單位為g•L^-1；
（5）由圖可知：A處CaC₂O₄的質(zhì)量為6.4 g，B為5 g．觀察化學(xué)式：CaC₂O₄，其逐步分解的固體產(chǎn)物必為含Ca的化合物，則產(chǎn)物B的物質(zhì)的量應(yīng)與CaC₂O₄相同，設(shè)B的相對(duì)分子質(zhì)量分別為x，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算B的相對(duì)分子質(zhì)量，據(jù)此判斷B的化學(xué)式，進(jìn)而書寫固體A到B的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）該反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)變?yōu)?2價(jià)、C元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?4價(jià)，其轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為10，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知，KMnO₄的計(jì)量數(shù)是2、H₂C₂O₄的計(jì)量數(shù)是5，再根據(jù)原子守恒得方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═1K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O，
故答案為：2；5；3；1；2；10；8；
（2）根據(jù)配制步驟是計(jì)算、量取、稀釋、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶可知，配制0.1000mol•L^-1的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液需要的儀器有：量筒、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，故不需要的儀器是A（圓底燒瓶）C（分液漏斗），還需要的儀器有：燒杯、玻璃棒，
故答案為：AC；燒杯、玻璃棒；
（3）若定容時(shí)仰視刻度線，導(dǎo)致溶液的體積偏大，所以配制溶液的濃度偏低，故所得溶液濃度小于0.1000mol•L^-1，若KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液在轉(zhuǎn)移至容量瓶時(shí)，灑落了少許，則會(huì)成溶質(zhì)的損失，使所配溶液的濃度偏低，故所得溶液濃度小于0.1000mol•L^-1，
故答案為：＜；＜；
（4）根據(jù)2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═1K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O，5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄，則
5Ca^{2+_{～～～～2}}MnO₄^-
n（Ca²⁺）   0.1mol•L^-1×0.02L    解得：n（Ca²⁺）=0.005mol，100mL該溶液Ca²⁺的質(zhì)量濃度為c=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.005mol×40g/mol}{0.1L}$=2g/L故答案為：2；
（5）設(shè)B的相對(duì)分子質(zhì)量分別為x，則：
由CaC₂O₄～～～～B
   128         x
   6.4g        5g     所以x=$\frac{128×5g}{6.4g}$=100，CaC₂O₄相對(duì)分子質(zhì)量為128，B與CaC₂O₄的相對(duì)分子質(zhì)量相差28，則B為CaCO₃，
所以固體A到B的化學(xué)方程式為：CaC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+CO↑，
故答案為：CaC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+CO↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)的配平、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制過程中的計(jì)算和誤差分析、滴定過程的計(jì)算應(yīng)用、化學(xué)式的推斷，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)、計(jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．