Question

人體血液里Ca²⁺離子的濃度一般采用mg/mL來表示．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(qiáng)酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用KMnO₄溶液滴定，使草酸轉(zhuǎn)化成CO₂逸出．試回答：
（1）現(xiàn)需要80mL 0.02mol/L 標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液來進(jìn)行滴定，則配制溶液時(shí)需要的玻璃儀器有燒杯，玻璃棒和

 

；配制時(shí)，KMnO₄溶液應(yīng)用強(qiáng)酸酸化，本實(shí)驗(yàn)選擇

 

作酸化劑．若選擇HNO₃酸化，則結(jié)果可能

 

（偏大，偏小，不變）
（2）草酸跟KMnO₄反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（3）滴定時(shí)，根據(jù)現(xiàn)象

 

，即可確定反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)．
（4）滴定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下所示：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	待測(cè)血液的體積/mL	滴入KMnO4溶液的體積/mL
1	20.00	11.95
2	20.00	13.00
3	20.00	12.05

經(jīng)過計(jì)算，血液樣品中Ca²⁺離子的濃度為

 

mg/mL．
（5）滴定的方法有酸堿中和滴定、沉淀滴定、絡(luò)合滴定等．沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑．以AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定Cl^-為例：終點(diǎn)前：Ag⁺+Cl^-=AgCl （白色）   終點(diǎn)時(shí)：2Ag⁺+CrO₄^2-=Ag₂CrO₄（磚紅色）
這是因?yàn)锳gCl溶解度比Ag₂CrO₄更

 

的緣故．

Answer 1

考點(diǎn)：中和滴定,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）為了配制標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液，所需要的實(shí)驗(yàn)儀器主要有天平（含砝碼）、燒杯、藥匙、100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等；用高錳酸鉀溶液滴定，加入的酸不能具有氧化性，不能與高錳酸鉀溶液反應(yīng)；
（2）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平反應(yīng)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)的顏色變化判斷滴定終點(diǎn)；
（4）先判斷滴定數(shù)據(jù)的有效性，第2組無效，求出1、3組的平均值，然后利用關(guān)系式：5Ca²⁺～5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄計(jì)算出血液樣品中Ca²⁺的濃度；
（5）只有當(dāng)?shù)味▌┖捅坏味ㄎ锏纳�成物的溶解度比滴定劑和指示劑的生成物的溶解度小時(shí)，反應(yīng)能進(jìn)行；

解答： 解：（1）為了配制標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液，應(yīng)需要的實(shí)驗(yàn)儀器主要有天平（含砝碼）、燒杯、藥匙、100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等，所給儀器中缺少100mL容量瓶，
故答案為：100mL容量瓶、膠頭滴管；
由于利用高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定來測(cè)量H₂C₂O₄的含量，加入的酸不能具有氧化性，若用硝酸，硝酸能氧化H₂C₂O₄，則消耗高錳酸鉀溶液的體積偏小，測(cè)定結(jié)果偏��；鹽酸中的氯離子具有還原性，能夠被高錳酸鉀氧化，對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響，所以不可以用鹽酸；故實(shí)驗(yàn)中所用的KMnO₄溶液要進(jìn)行酸化，用于酸化的酸是稀H₂SO₄；
故答案為：稀H₂SO₄；偏小；
（2）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，離子反應(yīng)方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=1OCO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
（3）反應(yīng)結(jié)束前溶液是無色的，反應(yīng)結(jié)束時(shí)再滴入高錳酸鉀溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是：滴入最后一滴高錳酸鉀溶液后，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）KMnO₄溶液的體積第2組無效，求出1、3組的平均值為12.00mL，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，由關(guān)系式：5Ca²⁺～5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄，可知：n（Ca²⁺）=n（H₂C₂O₄）=

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：

0.024g

20cm3

=1.2 mg/cm³，
故答案為：1.2；
（5）當(dāng)?shù)味▌┖捅坏味ㄎ锏纳�成物的溶解度比滴定劑和指示劑的生成物的溶解度小時(shí)，完全反應(yīng)后，繼續(xù)滴加滴定劑，滴定劑和指示劑反應(yīng)生成沉淀，保證滴定劑和被滴定物完全反應(yīng)；
故答案為：��；

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作的理解，涉及溶液的配制、元素化合物性質(zhì)、化學(xué)計(jì)算、氧化還原滴定應(yīng)用，難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．