Question

9．血液中的鈣離子平衡在臨床醫(yī)學中具有重要的意義．某研究小組為測定血液樣品中Ca²⁺的含量，進行的實驗如下：
①量取5.0mL血液樣品，處理后配制成100mL溶液；
②量取10.0mL，加入過量（NH₄）₂C₂O₄溶液，使Ca²⁺完全轉化成CaC₂O₄沉淀；
③過濾并洗凈所得CaC₂O₄沉淀，用過量稀硫酸溶解，生成H₂C₂O₄和CaSO₄稀溶液；
④加入0.001mol•L^-1的KMnO₄溶液，使H₂C₂O₄完全被氧化，同時產生使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體，消耗酸性KMnO₄溶液的體積為2.00mL．
（1）步驟①中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、量筒玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管．
（2）步驟②中發(fā)生反應的離子方程式為Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓．
（3）步驟④中發(fā)生的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；氧化產物與還原產物的物質的量之比為5：1．
（4）計算血樣中Ca²⁺的含量（寫出計算過程）．4×10^-4g/ml．

Answer 1

分析 （1）量取5.0mL血液樣品，處理后配制成100mL溶液，用到的玻璃儀器依據(jù)配制溶液的過程選擇所需儀器；
（2）取10.0mL，加入過量（NH₄）₂C₂O₄溶液，使Ca²⁺完全轉化成CaC₂O₄沉淀，是鈣離子和草酸根離子結合生成；
（3）草酸具有還原性能被酸性高錳酸鉀溶液氧化使H₂C₂O₄完全被氧化，生成二氧化碳，2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，元素化合價升高被氧化得到氧化產物，元素化合價降低被還原得到還原產物，氧化還原反應存在電子守恒據(jù)此計算；
（4）根據(jù)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O求出n（CaC₂O₄）=n（H₂C₂O₄）=n（Ca²⁺），帶入m=nM計算質量得到含量；

解答 解：（1）量取5.0mL血液樣品，處理后配制成100mL溶液，用到的玻璃儀器依據(jù)配制溶液的過程選擇所需儀器，量取需要量筒，溶解需要燒杯和玻璃棒，轉移需要100ml容量瓶，定容需要膠頭滴管滴定到刻度，需要的玻璃儀器為：玻璃棒、燒杯、量筒、玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管；
（2）取10.0mL，加入過量（NH₄）₂C₂O₄溶液，使Ca²⁺完全轉化成CaC₂O₄沉淀，是鈣離子和草酸根離子結合生成，反應的離子方程式為：Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓，
故答案為：Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓；
（3）草酸具有還原性能被酸性高錳酸鉀溶液氧化使H₂C₂O₄完全被氧化，生成二氧化碳，依據(jù)原子守恒和電荷守恒配平得到離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，碳元素化合價升高被氧化得到氧化產物為二氧化碳，錳元素化合價降低被還原得到還原產物為Mn²⁺，氧化還原反應存在電子守恒計算氧化產物與還原產物的物質的量之比為10：2=5：1，
故答案為：10CO₂↑，5：1；
（4）根據(jù)反應的離子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
                        2       5
       0.0010mol/L×0.002L      n（H₂C₂O₄）
求出n（CaC₂O₄）=n（H₂C₂O₄）=n（Ca²⁺）=5×10^-6mol，
5.0mL血液中含鈣離子物質的量5×10^-6mol×$\frac{100ml}{10ml}$=5×10^-5mol
血樣中Ca²⁺的含量=$\frac{5×1{0}^{-5}mol×40g/mol}{5ml}$=4×10^-4g/ml，
故答案為：4×10^-4g/ml．

點評 本題考查了溶液配制的實驗過程分析判斷，滴定實驗的理解應用、離子反應方程式的書寫以及計算，綜合性較強，正確書寫離子反應方程式是計算的關鍵，題目難度中等．