Question

14．人體血液里Ca²⁺離子的濃度一般采用g/cm³來表示．抽取一定體積的血樣，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酸可得一種弱酸草酸（H₂C₂O₄），再用KMnO₄溶液滴定即可測定血液樣品中Ca²⁺的濃度．某研究性學習小組設(shè)計如下實驗步驟測定血液樣品中Ca²⁺的濃度：
【配制KMnO₄標準溶液】如圖是配制50mLKMnO₄標準溶液的過程示意圖．
（1）上述過程中有兩處錯誤，請你觀察圖示判斷其中不正確的操作是（填序號）②⑤；
（2）如果按照圖示的操作配制溶液，所得的實驗結(jié)果將偏�。ㄌ钇�大或偏�。�．
【測定血液樣品中Ca²⁺的濃度】抽取血樣20.00mL，經(jīng)過上述處理后得到草酸，再用酸化的0.020mol/L KMnO₄溶液滴定，使草酸轉(zhuǎn)化成CO₂逸出，這時共消耗12.00mL KMnO₄溶液．
（3）滴定時高錳酸鉀需要酸化，從括號中選擇酸化高錳酸鉀溶液所用的酸（硫酸、鹽酸、硝酸）硫酸，確定反應達到終點的現(xiàn)象最后一滴標準溶液使溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)不褪色．
（4）寫出草酸跟酸性KMnO₄溶液反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；反應中若轉(zhuǎn)移0.2mol 電子生成標準狀況下CO₂氣體的體積為4.48L．
（5）根據(jù)所給數(shù)據(jù)計算血液樣品中Ca²⁺離子的濃度為1.2mg/cm³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的正確操作結(jié)合圖示分析解答；
（2）依據(jù)仰視刻度線，會使溶液體積偏大判斷，結(jié)合C=$\frac{n}{V}$分析；
（3）高錳酸鉀有強氧化性，能氧化鹽酸，硝酸不穩(wěn)定，易分解；草酸具有還原性，能夠使高錳酸鉀褪色；
（4）草酸跟酸性KMnO₄溶液反應生成二氧化碳、二價錳離子等，結(jié)合氧化還原反應得失電子守恒寫出化學方程式，根據(jù)方程式中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計算生成的二氧化碳的體積；
（5）根據(jù)滴定數(shù)據(jù)及鈣離子與高錳酸鉀的關(guān)系式計算出血液樣品中Ca²⁺的濃度．

解答 解：（1）量筒為精密儀器，不能在量筒中溶解固體，故②錯誤，定容時應平視刻度線，至溶液凹液面與刻度線相切，⑤錯誤；
故選：②⑤；
（2）如果用圖示的操作配制溶液，由于仰視刻度線，會使溶液體積偏大，所配制的溶液濃度將偏小，故答案為：50mL容量瓶；偏�。�
（3）高錳酸鉀有強氧化性，能氧化鹽酸，硝酸不穩(wěn)定，易分解，所以選擇硫酸；草酸具有還原性，能夠使高錳酸鉀褪色，確定反應達到終點的現(xiàn)象是最后一滴標準溶液使溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：硫酸；最后一滴標準溶液使溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）草酸跟酸性KMnO₄溶液反應，離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，根據(jù)方程式可知，當轉(zhuǎn)移10mol電子時，生成10molCO₂，所以若轉(zhuǎn)移0.2mol 電子生成CO₂的物質(zhì)的量為0.2mol，標準狀況下CO₂氣體的體積為4.48L，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；4.48；
（5）血樣20.00mL經(jīng)過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，根據(jù)反應方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，及草酸鈣的化學式CaC₂O₄，可知：n（Ca²⁺）=n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$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：$\frac{0.024g}{20cm{\;}^{3}}$=0.0012g/cm³=1.2 mg/cm³，
故答案為：1.2．

點評 本題考查了配制一定物質(zhì)的量濃度的方法及誤差分析，氧化還原滴定，明確配置一定物質(zhì)的量濃度原理和操作步驟、明確氧化還原滴定原理和操作是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學生對實驗基本知識的掌握情況，題目難度中等．