Question

白菜中含有鈣鐵等元素，某化學(xué)小組設(shè)計(jì)如下方案測(cè)定干白菜中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。首先取10.00g干白菜葉，灼燒得白菜灰粉進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)前要先將干白菜葉樣品高溫灼燒成灰粉，其主要目的是使樣品中的有機(jī)物完全分解，使干白菜葉中的鈣、鐵元素溶解完全，灼燒用到的部分儀器有       
A．坩堝 B．蒸發(fā)皿   C．玻璃棒   D．泥三角
（2）寫出從濾液A→沉淀D的離子反應(yīng)方程式                   。
（3）用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濾液C：先將濾液C稀釋至500 mL，再取其中的25．00 mL溶液，用硫酸酸化后，用0.100 0 mol·L^-1’的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO₄溶液10.00mL。
發(fā)生的反應(yīng)為：
①滴定的過程中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象：向C溶液中加入第一滴KMnO₄溶液時(shí)，需要振搖錐形瓶較長(zhǎng)時(shí)間才能褪色，當(dāng)溶液褪色后，再滴入KMnO₄溶液，則迅速褪色，直至達(dá)到終點(diǎn)；為了加快滴入第一滴KMnO₄溶液時(shí)的褪色速度，可采取的方法是      .（選擇合適的選項(xiàng)）
A．適當(dāng)加熱錐形瓶?jī)?nèi)溶液   B．在錐形瓶?jī)?nèi)加少量水
C．在錐形瓶?jī)?nèi)加適量乙醇    D．在錐形瓶?jī)?nèi)加入幾滴MnSO₄溶液
②判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)的方法是                       。
（4）原干白菜葉中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為                      。
（5）為保證實(shí)驗(yàn)精確度，沉淀D及E需要分別洗滌，并將洗滌液轉(zhuǎn)移回母液中，試判斷沉淀D已經(jīng)洗滌干凈的方法是                。如果沉淀E未洗滌，或未將洗滌液轉(zhuǎn)移回母液，則測(cè)得的鈣元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)     （填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

（共13分）化學(xué)反應(yīng)式或方程式未配平的均扣1分
（1） ACD（2分，少選1個(gè)扣1分，有錯(cuò)選不得分）
（2） Fe^3＋＋3NH₃·H₂O＝Fe(OH)₃↓＋3NH₄⁺（2分，“NH₃·H₂O”寫成“NH₃＋H₂O”不扣分；無“↓”得1分，寫成化學(xué)方程式不得分）
（3）① AD （2分，少選1個(gè)扣1分，有錯(cuò)選不得分）
② 滴入最后一滴KMnO₄溶液后，溶液顯紅色且半分鐘內(nèi)溶液不褪色。（1分，提到“溶液顯紫色”或“紫色”或“紫紅色”或“紅色”即可得分）
（4）4.000%（3分，有效數(shù)字不考慮）
（5）取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加Na₂CO₃溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已洗滌干凈；（2分，試劑1分，結(jié)論1分，其他合理方法也給分）
偏高（1分）

解析試題分析：首先要弄清楚整個(gè)鈣元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定的工藝流程。將白菜經(jīng)過一系列的操作，得到濾液A，濾液A中含有的離子有Fe^3＋、Ca²⁺。加入氨水調(diào)解pH=6的目的是將Fe^3＋除去，然后得到濾液B和沉淀D Fe(OH)₃，向?yàn)V液B中加入草酸銨，目的是將Ca²⁺沉淀變成草酸鈣，即白色沉淀E。通過測(cè)定白色沉淀E的質(zhì)量來測(cè)定白菜中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
灼燒干白菜葉所需要的儀器主要有：坩堝，玻璃棒，酒精燈，泥三角。而蒸發(fā)結(jié)晶操作采用蒸發(fā)皿。
從濾液A→沉淀D的離子反應(yīng)方程式為：Fe^3＋＋3NH₃·H₂O＝Fe(OH)₃↓＋3NH₄⁺
濾液C中有過量的草酸銨，通過用高錳酸鉀溶液來測(cè)定過量的草酸銨，從而可以得出與Ca²⁺反應(yīng)的草酸銨，從而計(jì)算出鈣離子的含量。
①為了加快滴入第一滴KMnO₄溶液時(shí)的褪色速度，即加快反應(yīng)速度，可以適當(dāng)?shù)募訜徨F形瓶?jī)?nèi)的溶液，也可以加入幾滴MnSO₄溶液，因?yàn)镸n²⁺有催化該反應(yīng)速度的作用。
②當(dāng)反應(yīng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，也就是最后一滴高錳酸鉀溶液滴入，草酸根已經(jīng)消耗完了，此時(shí)溶液由無色變成紫色，并且30s內(nèi)不褪色，即滴定達(dá)到終點(diǎn)。
原干白菜葉中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定。
濾液中過量的n（C₂O₄^2-）=n（MnO₄^-）=×0.1×0.01="0.0025" mol
則與Ca²⁺反應(yīng)的草酸根n（C₂O₄^2-）==0.01mol
即：n（Ca²⁺）= n（C₂O₄^2-）=0.01mol
w（Ca）==4.000%
（5）判斷沉淀是否洗凈，則要看沉淀上是否附有可溶性的離子，所以取最后一次洗滌的濾液，檢測(cè)濾液中是否含有Ca²⁺ 即可。具體操作：取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加Na₂CO₃溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已洗滌干凈。沉淀E為草酸鈣，沉淀上可能附有可溶性離子如：C₂O₄^2-。若未洗滌，則后面用高錳酸鉀溶液滴定濾液中的C₂O₄^2-，則消耗的高錳酸鉀的量偏少，那么與鈣離子反應(yīng)的草酸根離子的量則偏高，最終測(cè)得的白菜葉中的鈣離子的含量偏高。
考點(diǎn)：考查元素的定量分析實(shí)驗(yàn)，包含實(shí)驗(yàn)分析流程、所需要的儀器、實(shí)驗(yàn)定量分析的原理。