Question

13．醫(yī)學上常用酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液的反應(yīng)來測定血鈣的含量．回答下列問題：
6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O□
（1）配平以上離子方程式，并在□中填上所需的微粒．
（2）測定血鈣的含量：取2mL 血液用蒸餾水稀釋后，向其中加入足量（NH₄）₂C₂O₄ 溶液，反應(yīng)生成
CaC₂O₄沉淀，將沉淀用稀硫酸溶解得到H₂C₂O₄ 后，再用KMnO₄ 溶液滴定．稀硫酸溶解CaC₂O4沉淀的化學方程式是CaC₂O₄（s）+H₂SO₄（aq）═CaSO₄（s）+H₂C₂O₄（aq）．
（3）溶解沉淀時不能 （“能”或“不能”）使用稀鹽酸．
（4）若消耗了1.0×10^-4 mol•L^-1 的KMnO4 溶液40.00mL，則100mL 該血液中含鈣 g．
（5）醫(yī)學研究表明，腎結(jié)石主要是由CaC₂O₄[Ksp（CaC₂O₄）=2.3×10^-9]組成的，若血液經(jīng)血小球過濾后，形成的尿液為200mL，其中含有Ca²⁺0.01g．為了使不形成CaC₂O₄ 沉淀，則C₂O₄^2-的最高濃度為1.84×10^-6 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素守恒知，生成物中還含有水，該反應(yīng)中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價、C元素化合價由+3價變?yōu)?4價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；
（2）草酸鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣和草酸；
（3）HCl具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化；
（4）根據(jù)原子守恒得5Ca²⁺---5（NH₄）₂C₂O₄---5CaC₂O₄---5H₂C₂O₄---2KMnO₄，所以得關(guān)系式5Ca²⁺---2KMnO₄，根據(jù)二者之間的關(guān)系式進行計算；
（5）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$、c=$\frac{n}{V}$計算出鈣離子濃度，然后結(jié)合草酸鈣的溶度積計算出不形成草酸鈣沉淀時草酸根離子的最大濃度．

解答 解：（1）根據(jù)元素守恒知，生成物中還含有水，該反應(yīng)中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價、C元素化合價由+3價變?yōu)?4價，其轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為10，所以MnO₄^-、H₂C₂O₄的計量數(shù)分別是2、5，再結(jié)合原子守恒配平方程式為6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：6；2；5；10；2；8；H₂O；
（2）草酸鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣和草酸，反應(yīng)方程式為：CaC₂O₄（s）+H₂SO₄（aq）═CaSO₄（s）+H₂C₂O₄（aq），
故答案為：CaC₂O₄（s）+H₂SO₄（aq）═CaSO₄（s）+H₂C₂O₄（aq）；
（3）HCl具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而造成誤差，所以不能用鹽酸代替，
故答案為：不能；
（4）根據(jù)原子守恒得5Ca²⁺---5（NH₄）₂C₂O₄---5CaC₂O₄---5H₂C₂O₄---2KMnO₄，所以得關(guān)系式5Ca²⁺---2KMnO₄，設(shè)鈣離子濃度為xmol/L，
5Ca²⁺-----2KMnO₄
5mol       2mol
2.0×10^-3xmol 4.0×10^-6mol 
5mol：2mol=2.0×10^-3xmol：4.0×10^-6mol 
x=$\frac{5mol×4.0×1{0}^{-6}mol}{2.0×1{0}^{-3}mol×2mol}$=5.0×10^-3mol/L，
則100mL溶液中鈣的質(zhì)量為：40g/mol×0.1L×5.0×10^-3mol/L=0.02g，
故答案為：0.02；
（5）0.01g鈣離子的物質(zhì)的量為：$\frac{0.01g}{40g/mol}$=2.5×10^-4mol，鈣離子的濃度為：$\frac{2.5×1{0}^{-4}mol}{0.2L}$=1.25×10^-3mol/L，
根據(jù)Ksp（CaC₂O₄）=c（Ca²⁺）•c（C₂O₄^2-）=2.3×10^-9可知，若要滿足使鈣離子不生成沉淀，則草酸根離子的最大濃度為：$\frac{2.3×1{0}^{-9}}{1.25×1{0}^{-3}}$mol/L=1.84×10^-6mol/L，
故答案為：1.84×10^-6．

點評 本題考查物質(zhì)含量的測定、氧化還原反應(yīng)等知識點，題目難度中等，側(cè)重考查基本概念、基本理論，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式，注意有機物中C元素化合價的判斷方法，難點是確定（4）中鈣離子和高錳酸鉀之間的關(guān)系．