某同學從報刊上了解到菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽,決定用實驗驗證這一事實并檢測草酸鹽含量。進一步查閱資料得知,草酸(H2C2O4)是酸性強于醋酸的二元有機酸,還是一種還原性較強的物質(zhì),如2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,草酸鈣(CaC2O4)不溶于水和醋酸,能溶于強酸:CaC2O4+2H+= H2C2O4+Ca2+。
(1)設(shè)計實驗方案驗證菠菜中含有草酸鹽和碳酸鹽,補充完成實驗步驟、預期現(xiàn)象和結(jié)論。
限選試劑:1 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 HCl、0.1 mol·L-1 NaOH、1 mol·L-1 CaCl2、0.01 mol·L-1 KMnO4、澄清石灰水。
實驗步驟
預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1:將菠菜研磨后,浸泡、過濾得到澄清待測溶液。
 
步驟2:調(diào)節(jié)溶液至弱堿性,滴加足量CaCl2溶液。
出現(xiàn)白色沉淀,說明菠菜中可能含有草酸鹽和碳酸鹽。
步驟3:取步驟2的沉淀于試管中,     
                                     
                               
                                     
步驟4:                             
                                     
                               
                                     
 
(2)要準確測定菠菜中草酸鹽含量,請回答有關(guān)問題:
① 操作:取m g菠菜樣品,將其中草酸鹽轉(zhuǎn)化為CaC2O4沉淀分離出來,用鹽酸溶解后,將溶液轉(zhuǎn)入_________中加水配制成100mL溶液。每次用_____________移取25.00mL該溶液,用0.0100mol·L-1 KMnO4標準溶液滴定,平均消耗標準溶液V mL。
② 計算:菠菜中草酸鹽(以C2O42計)的質(zhì)量分數(shù)為___________________。(只列式不計算。C2O42的化學式量為88)
③ 討論:用標準KMnO4溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、過濾得到的溶液,結(jié)果可能偏高,原因是                                               。
(16分)(1)(共8分)
實驗步驟
預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟3:加入足量1 mol·L-1 HCl,將產(chǎn)生的氣體通入足量澄清石灰水中。(2分)
沉淀溶解,澄清石灰水變渾濁,說明菠菜中含有碳酸鹽。(2分)
步驟4: 向步驟3得到的溶液中滴加幾滴0.01 mol·L-1 KMnO4。(2分)
溶液紫紅色褪去,說明菠菜中含有草酸鹽。(2分)
 
(2)① 100mL容量瓶  酸式滴定管(2分,每種儀器1分) 
(其它合理表示方法也給分)(4分,算式中不帶單位也給分,有效數(shù)字不準確扣1分)
③ 菠菜中還含有其他還原性物質(zhì),能與KMnO4反應(2分)

試題分析:(1)依題意,步驟2所得沉淀可能是碳酸鈣,也可能是草酸鈣,還可能是碳酸鈣和草酸鈣組成的混合物;由于草酸的酸性比醋酸強,醋酸的酸性比碳酸強,草酸鈣不溶于水和醋酸,能溶于強酸,而碳酸鈣不溶于水,能溶于醋酸,也能溶于強酸,因此向步驟2所得沉淀中加入足量1 mol·L-1 HCl,若沉淀完全溶解,且產(chǎn)生的氣體通入足量澄清石灰水時,澄清石灰水變渾濁,說明沉淀中存在碳酸鈣,證明菠菜中含有碳酸鹽;由于草酸具有還原性,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,即2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,因此向步驟3所得上層清液中先滴入足量1 mol·L-1 H2SO4,再滴入幾滴或少量0.01 mol·L-1 KMnO4,溶液紫紅色褪去,說明菠菜中含有草酸鹽;(2)①配置100mL一定物質(zhì)的量濃度的溶液,稱量、攪拌溶解后,應將溶液轉(zhuǎn)移入100mL容量瓶中,洗滌之后定容;由于草酸溶液顯酸性,所以選用酸式滴定管量取25.00mL草酸溶液;②由于n=c?V,則每次滴定時消耗標準溶液中KMnO4的物質(zhì)的量為0.0100×V×10-3mol;由于2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O中草酸與高錳酸鉀的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比,則每次滴定時待測溶液中H2C2O4的物質(zhì)的量為0.0100×V×10-3×5/2mol;由于菠菜樣品所配溶液的體積與滴定時待測溶液的體積之比為100/25.00,則菠菜樣品所配溶液中H2C2O4的物質(zhì)的量為0.0100×V×10-3×5/2×100/25.00mol;由于C2O42~H2C2O4中草酸根離子與草酸的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比,則菠菜中C2O42的物質(zhì)的量為0.0100×V×10-3×5/2×100/25.00×1/1mol;由于草酸根離子的式量為88,m=n?M,則菠菜中C2O42的質(zhì)量為0.0100×V×10-3×5/2×100/25.00×1/1×88g;由于菠菜的質(zhì)量為mg,則菠菜中C2O42的質(zhì)量分數(shù)為0.0100×V×10-3×5/2×100/25.00×1/1×88/m×100%;③菠菜中不僅草酸鹽可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化,而且別的有機物(如維生素C等)也能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,因此用標準高錳酸鉀溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、過濾得到的溶液,消耗酸性高錳酸鉀溶液的體積偏大,因此測定結(jié)果偏高。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

實驗室可以用MgCl2?6H2O為原料制備碳酸鎂晶須,主要流程如下

試回答:
(1)操作1的名稱是_______。
(2)上述反應過程要控制好溫度,因為MgCO3置于水中長時間加熱煮沸可完全生成Mg(OH)2,其原因是_____________________。
(3)另査閱文獻,在加熱煮沸時也可能生成堿式碳酸鎂Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O,寫出該反應的化學方程式______________。
(4)某課題組為了確定MgCO3在水中長時間加熱煮沸后所得的固體成分,進行如下研究。(注:Mg(OH)2, Mg5(OH)2(CO3)4.4H2O在煮沸時均不會分解)
①定性研究:請你完成下表中內(nèi)容。
實驗步驟
預期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論
取一定質(zhì)量的固體樣品             
                               
                               
                                       
                                        ,則固體產(chǎn)物為Mg(OH)2
 
②另取一定質(zhì)量的固體,灼燒至恒重,能否通過固體質(zhì)量的減少量來確定固體的成分?_______ (填“能”或“否”),理由是______________

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

工業(yè)上常利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)來吸收含SO2的廢氣,最終制得硫酸錳晶體(MnSO4·H2O),其主要流程如下:

已知:浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子。有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時溶液的pH見下表:
離子
開始沉淀時的pH
完全沉淀時的pH
Fe2+
7.6
9.7
Fe3+
2.7
3.7
Al3+
3.8
4.7
Mn2+
8.3
9.8
 
(1)軟錳礦漿中通入含SO2廢氣后,發(fā)生主要反應的化學方程式為____________________。
(2)浸出液中加入MnO2粉末的目的是____________;反應的離子方程式是___________________。
(3)溶液中加入石灰漿來調(diào)節(jié)pH,其作用是_________________;pH應調(diào)節(jié)的范圍是__________。
(4)濾渣的主要成分是________________________________________________(用化學式表示)。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:計算題

鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì),以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的流程圖:

根據(jù)題意回答下列問題:
(1)固體X中主要含有      (填寫化學式);要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,應該使用      (填寫儀器或試劑名稱)。
(2)酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH <5,其目的是      。
(3)操作Ⅲ有多步組成,獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是:加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、
         、過濾、       、干燥。
(4)下表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù),操作III發(fā)生反應的化學方程式是。該反應在溶液中能發(fā)生的理由是:                。

(5)副產(chǎn)品Y主要含氫氧化鋁,還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì),精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是稱取ng樣品,加入過量         (填寫試劑)、溶解、過濾、再加入過量             (填寫試劑)、……灼燒、冷卻、稱量,得干燥固體mg。計算祥品中氫氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為            (用含m、n的代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

現(xiàn)從鋅制品加工企業(yè)回收的廢渣(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等雜質(zhì))來制取氧化鋅,流程如下:

有關(guān)氫氧化物完全沉淀的pH見下表:
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Zn(OH)2
pH
5.2
3.2
9.7
6.7
8.0
 
(l)在酸浸過程中,要提高鋅元素的浸出率,可以采取         措施。
(2)上述流程中多處涉及“過濾”,實驗室中過濾操作需要使用的玻璃儀器有        。
(3)在“除雜I”步驟中,將溶液調(diào)至pH=4的目的是              。在“除雜II”后,溶液的pH約為6,則此步過濾時濾渣中含有               。
(4)在“碳化合成”中,生成的產(chǎn)物之一為堿式碳酸鋅[Zn2(OH)2CO3],同時放出CO2,請寫出該反應的化學方程式                       。
(5)從濾液中提取NaNO3晶體的操作步驟為                  。
(6)在實驗室如何洗滌過濾出的堿式碳酸鋅?                        。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列實驗能達到實驗目的的是
A.用乙醇萃取碘水中的碘
B.用飽和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl
C.用Ba(NO3)2溶液鑒別SO32和SO42
D.用淀粉KI溶液鑒別FeCl3溶液和溴水

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列物質(zhì)能用于萃取溴水中的溴的是
A.直餾汽油B.裂化汽油C.酒精D.己烷

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

資料顯示:在一定條件下黃銨鐵釩在pH=0.5~2.5范圍內(nèi)均能穩(wěn)定存在,工業(yè)上用酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下:

根據(jù)題意完成下列問題:
(1)步驟(ii)所加試劑起調(diào)節(jié)pH作用的離子是           (填離子符號)。
(2)在步驟(iii)發(fā)生的反應中,加入少量MnO2的作用是                             
(3)步驟(iv)除去雜質(zhì)的離子方程式可表示為                                   
(4)實驗室模擬堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]的制備,向大試管中加入碳酸鈉溶液和硫酸銅溶液,水浴加熱至70℃左右,用0.4 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5,振蕩,靜置,過濾,用熱水洗滌,烘干,得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。根據(jù)上述堿式碳酸銅的制備方法,請完成以下問題:
①過濾后洗滌的目的是什么                   ;簡述如何洗滌沉淀                                                           
②若實驗得到a g樣品(只含CuO雜質(zhì)),取此樣品加熱至分解完全后,得到b g固體,此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)是                                   

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

僅用一種試劑鑒別苯酚溶液、己烷、己烯、乙醇4種物質(zhì),可選用的是
A.濃溴水B.FeCl3溶液
C.蒸餾水D.NaOH溶液

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