Question

19．鈣元素是人體必需的常量元素，所有的細(xì)胞都需要鈣元素．正常人體血液含Ca²⁺為2.2×10^-3～2.7×10^-3 mol/L．現(xiàn)抽取某人血樣10mL．稀釋后用草酸銨[（NH₄）₂C₂O₄]溶液處理，使Ca²⁺完全轉(zhuǎn)變?yōu)椴菟徕}（CaC₂O₄）沉淀；過濾，洗滌，將得到的沉淀用稀硫酸溶解可得到草酸（H₂C₂O₄），并用2.0mL5.0×10^-3mol/L KMnO₄溶液與溶解得到的草酸恰好完全反應(yīng)．據(jù)此可以求此人血液中的Ca²⁺濃度，并判斷其血液含鈣量是否正常．（提示2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O）
（1）求配制5.0×10^-3 mol/L KMnO₄ 100mL溶液時(shí)，所需KMnO₄固體的質(zhì)量．
（2）求當(dāng)消耗草酸0.5mol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量．
（3）求此人血液中的Ca²⁺的物質(zhì)的量濃度為多少？此人健康嗎？

Answer 1

分析 （1）結(jié)合m=cVM計(jì)算KMnO₄固體的質(zhì)量；
（2）由反應(yīng)可知，草酸中C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高為+4價(jià)，結(jié)合化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；
（3）根據(jù)方程式計(jì)算草酸鈣的物質(zhì)的量，根據(jù)元素守恒可知血液中鈣離子物質(zhì)的量再計(jì)算濃度．

解答 解：（1）配制5.0×10^-3mol•L^-1 KMnO₄ 200mL溶液，需要稱取KMnO₄固體的質(zhì)量是0.1L×5.0×10^-3mol•L^-1×158g/mol=0.079g，
答：所需KMnO₄固體的質(zhì)量為0.079g；
（2）由反應(yīng)可知，草酸中C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高為+4價(jià)，則每消耗草酸0.5mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5mol×2×（4-3）=1mol，
答：當(dāng)消耗草酸0.5mol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量1；
（3）消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：5.0×10^-3mol/L×0.002L=1×10^-5mol，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂+8H₂O、5H₂C₂O₄～5CaC₂O₄可知，草酸鈣的物質(zhì)的量為1×10^-5mol×$\frac{5}{2}$=2.5×10^-5mol，血液中鈣離子物質(zhì)的量為2.5×10^-5mol，濃度為$\frac{2×10{\;}^{-5}}{0.01L}$mol=2.5×10^-3 mol/L，介于2.2×10^-3～2.7×10^-3 mol/L之間，所以此人健康，
答：此人血液中的Ca²⁺的物質(zhì)的量濃度為2.5×10^-3 mol/L，此人健康．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化、反應(yīng)中物質(zhì)的量關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度不大．