Question

8．人體血液里Ca²⁺的濃度一般采用mg/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計如下實驗步驟測定血液樣品中Ca²⁺的濃度．
Ⅰ【配制酸性KMnO₄標準溶液】
如圖是配制50mL酸性KMnO₄標準溶液的過程示意圖．

（1）請你觀察圖示判斷其中不正確的操作有②⑤（填序號）．
（2）其中確定50mL溶液體積的容器是容量瓶（填名稱）．
（3）如果按照圖示的操作所配制的溶液進行實驗，在其他操作均正確的情況下，所測得的實驗結果將偏大（填“偏大”或“偏小”）．
Ⅱ【測定血液樣品中Ca²⁺的濃度】
抽取血樣20.00mL，經過上述處理后得到草酸，再用0.020  mol/L酸性KMnO₄溶液滴
定，使草酸轉化成CO₂逸出，這時共消耗12.00mL酸性KMnO₄溶液．
（4）已知草酸跟酸性KMnO₄溶液反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O則式中的x=2．
（5）滴定時，根據現象溶液由無色變為紫紅色，且半分鐘內不褪色，即可確定反應達到終點．
（6）經過計算，血液樣品中Ca²⁺的濃度為1.2mg/cm³．

Answer 1

分析 （1）根據配制一定物質的量濃度的溶液的正確操作結合圖示分析解答；
（2）容量瓶是確定溶液體積的儀器；
（3）依據仰視刻度線，會使溶液體積偏大判斷，結合C=$\frac{n}{V}$分析；
（4）草酸跟酸性KMnO₄溶液反應生成二氧化碳、二價錳離子等，結合氧化還原反應得失電子守恒和根據電荷守恒進行分析寫出化學方程式得到x；
（5）滴定時，用高錳酸鉀滴定草酸，反應達到終點時，滴入的高錳酸鉀溶液不褪色，據此判斷；
（6）根據滴定數據及鈣離子與高錳酸鉀的關系式計算出血液樣品中Ca²⁺的濃度．

解答 解：（1）由圖示可知②⑤操作不正確，②不能在量筒中溶解固體，⑤定容時應平視刻度線，至溶液凹液面與刻度線相切，故答案為：②⑤；
（2）應該用容量瓶準確確定50mL溶液的體積，故答案為：容量瓶；
（3）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：偏小；
（4）根據電荷守恒，（-1×2）+（+1×6）=+x×2，解得，x=2，草酸跟KMnO₄反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2；
（5）滴定時，用高錳酸鉀滴定草酸，反應達到終點時的現象為溶液由無色變為紫紅色，且半分鐘內不褪色，
故答案為：溶液由無色變為紫紅色，且半分鐘內不褪色；
（6）血樣20.00mL經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的量為：0.020mol/L×0.012L=2.4×10^-4mol，
根據反應方程式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⁺的質量為：40g/mol×6×10^-4mol=0.024g，鈣離子的濃度為：$\frac{0.024g}{20cm{\;}^{3}}$=1.2 mg/cm³，
故答案為：1.2．

點評 本題考查了配制一定物質的量濃度的方法及誤差分析，題目難度不大，注意掌握配制一定濃度的溶液的方法及誤差分析方法及技巧