Question

人體血液里Ca²⁺離子的濃度一般采用m g/mL來(lái)表示．加適量的草酸銨[（NH₄）₂C₂O₄]溶液，可析出草酸鈣（CaC₂O₄）沉淀，將此草酸鈣沉淀洗滌后溶于強(qiáng)酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用KMnO₄溶液滴定，使草酸轉(zhuǎn)化成CO₂逸出．試回答：
（1）現(xiàn)需要80mL 0.02mol?L^-1標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液來(lái)進(jìn)行滴定，則配制溶液時(shí)需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和

 

；配制時(shí)，KMnO₄溶液應(yīng)用強(qiáng)酸酸化，本實(shí)驗(yàn)選擇

 

作酸化劑．若選擇HNO₃酸化，則結(jié)果可能

 

（填“偏大”“偏小”或“不變”）．
（2）草酸與KMnO₄反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）滴定時(shí)，根據(jù)現(xiàn)象

 

，即可確定反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)．
（4）滴定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下所示：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	待測(cè)血液的體積/mL	滴入KMnO4溶液的體積/mL
1	20.00	11.95
2	20.00	13.00
3	20.00	12.05

經(jīng)過(guò)計(jì)算，血液樣品中Ca²⁺離子的濃度為

 

mg/mL．

Answer 1

考點(diǎn)：溶液的配制,中和滴定

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）為了配制標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液，所需要的實(shí)驗(yàn)儀器主要有天平（含砝碼）、燒杯、藥匙、100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等；用高錳酸鉀溶液滴定，加入的酸不能具有氧化性，不能與高錳酸鉀溶液反應(yīng)；
（2）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平反應(yīng)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)的顏色變化判斷滴定終點(diǎn)；
（4）先判斷滴定數(shù)據(jù)的有效性，第2組無(wú)效，求出1、3組的平均值，然后利用關(guān)系式：5Ca²⁺～5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄計(jì)算出血液樣品中Ca²⁺的濃度．

解答： 解：（1）為了配制標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液，應(yīng)需要的實(shí)驗(yàn)儀器主要有天平（含砝碼）、燒杯、藥匙、100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等，所給儀器中缺少100mL容量瓶；
由于利用高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定來(lái)測(cè)量H₂C₂O₄的含量，加入的酸不能具有氧化性，若用硝酸，硝酸能氧化H₂C₂O₄，則消耗高錳酸鉀溶液的體積偏小，測(cè)定結(jié)果偏��；鹽酸中的氯離子具有還原性，能夠被高錳酸鉀氧化，對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響，所以不可以用鹽酸；故實(shí)驗(yàn)中所用的KMnO₄溶液要進(jìn)行酸化，用于酸化的酸是稀H₂SO₄，
故答案為：100mL容量瓶、膠頭滴管；稀H₂SO₄；偏小；
（2）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，離子反應(yīng)方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=1OCO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
（3）反應(yīng)結(jié)束前溶液是無(wú)色的，反應(yīng)結(jié)束時(shí)再滴入高錳酸鉀溶液，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紫色，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是：滴入最后一滴高錳酸鉀溶液后，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）KMnO₄溶液的體積第2組無(wú)效，求出1、3組的平均值為12.00mL，血樣20.00mL經(jīng)過(guò)上述處理后得到草酸，草酸消耗的消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.020mol/L×0.012L=2.4×10^-4mol，由關(guān)系式：5Ca²⁺～5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄，可知：n（Ca²⁺）=n（H₂C₂O₄）=

5

2

n（MnO₄^-）=2.5×2.4×10^-4mol=6
10^-4mol，Ca²⁺的質(zhì)量為：40g/mol×6×10^-4mol=0.024g，鈣離子的濃度為：

0.024g

20cm3

=1.2 mg/cm³，
故答案為：1.2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作的理解，涉及溶液的配制、元素化合物性質(zhì)、化學(xué)計(jì)算、氧化還原滴定應(yīng)用，題目難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．