Question

20．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(qiáng)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(xué)習(xí)小組設(shè)計如下實(shí)驗步驟測定血液樣品中Ca²⁺的濃度：
【配制KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液】如圖是配制50mLKMnO₄標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗結(jié)果將偏小（填偏大或偏小）．
【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，再用硫酸酸化的0.020mol/L KMnO₄溶液滴定，使草酸轉(zhuǎn)化成CO₂逸出，共消耗12.00mL KMnO₄溶液．
（3）滴定時，盛放高錳酸鉀器名稱為酸式滴定管，確定反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液使溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)無變化．
（4）草酸跟酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
（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)容量瓶的用途解答；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）堿式滴定管能夠量取堿性和非氧化性液體，酸性滴定管可以量取酸性和氧化性液體；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(yīng)生成二氧化碳、二價錳離子等，結(jié)合氧化還原反應(yīng)得失電子守恒寫出化學(xué)方程式；
（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(yīng)平視刻度線，至溶液凹液面與刻度線相切，⑤錯誤；
故選：②⑤；
（2）容量瓶是專門用來配制一定濃度溶液的精密儀器；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；
（3）酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)的氧化性，應(yīng)盛放在酸式滴定管內(nèi)；草酸具有還原性，能夠使高錳酸鉀褪色，向無色草酸中加入酸性高錳酸鉀，當(dāng)草酸反應(yīng)完后，滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液使溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)無變化，滴定到達(dá)終點(diǎn)；
故答案為：酸式滴定管；滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液使溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)無變化；
（4）草酸跟酸性KMnO₄溶液反應(yīng)，離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（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(yīng)方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，及草酸鈣的化學(xué)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：$\frac{0.024g}{20c{m}^{3}}$=0.0012g/cm³=1.2 mg/cm³，
故答案為：1.2．

點(diǎn)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(xué)生對實(shí)驗基本知識的掌握情況，題目難度中等．