Question

9．血液中的鈣離子平衡在臨床醫(yī)學(xué)中具有重要的意義．某研究小組為測定血液樣品中Ca²⁺的含量，進(jìn)行的實驗如下：
①量取5.0mL血液樣品，處理后配制成100mL溶液；
②量取10.0mL，加入過量（NH₄）₂C₂O₄溶液，使Ca²⁺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0.001mol•L^-1的KMnO₄溶液，使H₂C₂O₄完全被氧化，同時產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體，消耗酸性KMnO₄溶液的體積為2.00mL．
（1）步驟①中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、量筒玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管．
（2）步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓．
（3）步驟④中發(fā)生的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為5：1．
（4）計算血樣中Ca²⁺的含量（寫出計算過程）．4×10^-4g/ml．

Answer 1

分析 （1）量取5.0mL血液樣品，處理后配制成100mL溶液，用到的玻璃儀器依據(jù)配制溶液的過程選擇所需儀器；
（2）取10.0mL，加入過量（NH₄）₂C₂O₄溶液，使Ca²⁺完全轉(zhuǎn)化成CaC₂O₄沉淀，是鈣離子和草酸根離子結(jié)合生成；
（3）草酸具有還原性能被酸性高錳酸鉀溶液氧化使H₂C₂O₄完全被氧化，生成二氧化碳，2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，元素化合價升高被氧化得到氧化產(chǎn)物，元素化合價降低被還原得到還原產(chǎn)物，氧化還原反應(yīng)存在電子守恒據(jù)此計算；
（4）根據(jù)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O求出n（CaC₂O₄）=n（H₂C₂O₄）=n（Ca²⁺），帶入m=nM計算質(zhì)量得到含量；

解答 解：（1）量取5.0mL血液樣品，處理后配制成100mL溶液，用到的玻璃儀器依據(jù)配制溶液的過程選擇所需儀器，量取需要量筒，溶解需要燒杯和玻璃棒，轉(zhuǎn)移需要100ml容量瓶，定容需要膠頭滴管滴定到刻度，需要的玻璃儀器為：玻璃棒、燒杯、量筒、玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管；
（2）取10.0mL，加入過量（NH₄）₂C₂O₄溶液，使Ca²⁺完全轉(zhuǎn)化成CaC₂O₄沉淀，是鈣離子和草酸根離子結(jié)合生成，反應(yīng)的離子方程式為：Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓，
故答案為：Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓；
（3）草酸具有還原性能被酸性高錳酸鉀溶液氧化使H₂C₂O₄完全被氧化，生成二氧化碳，依據(jù)原子守恒和電荷守恒配平得到離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，碳元素化合價升高被氧化得到氧化產(chǎn)物為二氧化碳，錳元素化合價降低被還原得到還原產(chǎn)物為Mn²⁺，氧化還原反應(yīng)存在電子守恒計算氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為10：2=5：1，
故答案為：10CO₂↑，5：1；
（4）根據(jù)反應(yīng)的離子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
                        2       5
       0.0010mol/L×0.002L      n（H₂C₂O₄）
求出n（CaC₂O₄）=n（H₂C₂O₄）=n（Ca²⁺）=5×10^-6mol，
5.0mL血液中含鈣離子物質(zhì)的量5×10^-6mol×$\frac{100ml}{10ml}$=5×10^-5mol
血樣中Ca²⁺的含量=$\frac{5×1{0}^{-5}mol×40g/mol}{5ml}$=4×10^-4g/ml，
故答案為：4×10^-4g/ml．

點評 本題考查了溶液配制的實驗過程分析判斷，滴定實驗的理解應(yīng)用、離子反應(yīng)方程式的書寫以及計算，綜合性較強(qiáng)，正確書寫離子反應(yīng)方程式是計算的關(guān)鍵，題目難度中等．