Question

通過血液中的鈣離子的檢測(cè)能夠幫助判斷多種疾病。某研究小組為測(cè)定血液樣品中Ca^2＋的含量(100 mL血液中含Ca^2＋的質(zhì)量)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①準(zhǔn)確量取5.00 mL血液樣品，處理后配制成50.00 mL溶液；

②準(zhǔn)確量取溶液10.00 mL，加入過量(NH₄)₂C₂O₄溶液，使Ca^2＋完全轉(zhuǎn)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12.00 mL 0.0010 mol·L^－1的KMnO₄溶液，使H₂C₂O₄完全被氧化，離子方程式為：

2MnO₄^－  ＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝10CO₂↑＋2Mn^2＋＋8H₂O；

⑤用0.0020 mol·L^－1 (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液滴定過量的KMnO₄溶液，消耗(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液20.00 mL。

(1)已知室溫下CaC₂O₄的K_sp＝2.0×10^－9，欲使步驟②中

c(Ca^2＋)≤1.0×10^－5 mol·L^－1，應(yīng)保持溶液中c(C₂O₄^{2 －})≥       mol·L^－1。

(2)步驟⑤中有Mn^2＋生成，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                              。

(3)若步驟⑤滴定管在使用前未用標(biāo)準(zhǔn)(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液洗滌，測(cè)得血液中Ca^2＋的含量將       (填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

(4)計(jì)算血樣中Ca^2＋的含量             g/mL(寫出計(jì)算過程)。

Answer 1

【答案】29（1） 2.0×10^-4 （2）MnO₄^－+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O（3）偏低（4）0.04g

【解析】（1）因?yàn)?CaC₂O₄（s） Ca²⁺（aq）+ C₂O₄^2－(aq) 的 Ksp＝c(Ca^2＋).c(C₂O₄^2－)

溶液中 c(C₂O₄^2－)≥ 2.0×10^－9 /1.0×10^－5=2.0×10^-4； （2）MnO₄^－與 Fe²⁺發(fā)生氧化還 原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為: MnO₄^－+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O； （3）若步驟⑤滴定管在使用前未用標(biāo)準(zhǔn)(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ 溶液洗滌，標(biāo)準(zhǔn)溶液就會(huì)被稀釋，導(dǎo)致測(cè)得的過量的 KMnO₄ 物質(zhì)的量偏大，而與 H₂C₂O₄ 反應(yīng)的 KMnO₄ 物質(zhì)的量偏小，因此計(jì)算得到血液中 Ca2+ 的含量將偏低。

(4) KMnO₄ 總物質(zhì)的量為:0.0010×12×10^-3=1.2×10^-5mol (NH₄)₂Fe(SO₄)₂ 溶液滴定消耗的過量的 KMnO₄ 物質(zhì)的量為:0.0020×20.00×10^-3×1/5=8.0 ×10^-6mol；與 H₂C₂O₄ 反應(yīng)的 KMnO₄ 物質(zhì)的量為:1.2×10^-5mo－8.0×10^-6mol=4.0×10^-6mol

n(H₂C₂O₄)=4.0×10^-6mol×5/2=1.0×10^-5mol； n(CaC₂O₄)=1.0×10^-5mol; 100mL 血樣中 Ca^2＋的含量為:1.0×10^-5mol×40g/mol×50mL/10mL×100mL/5mL=0.04g