Question

15．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(qiáng)酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用酸性KMnO₄溶液滴定即可測(cè)定血液樣品中Ca²⁺的濃度．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定血液樣品中Ca²⁺的濃度．[配制酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液]如圖是配制50mL酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液的過程示意圖．

（1）請(qǐng)你觀察圖示判斷其中不正確的操作有②⑤（填序號(hào)）．
（2）其中確定50mL溶液體積的容器是50mL 容量瓶（填名稱）．
（3）如果按照?qǐng)D示的操作所配制的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在其他操作均正確的情況下，所測(cè)得Ca²⁺的濃度將偏大（填“偏大”或“偏小”）．[測(cè)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0.020mol/L酸性KMnO₄溶液滴定，使草酸轉(zhuǎn)化成CO₂逸出，這時(shí)共消耗12.00mL酸性KMnO₄溶液．
（4）已知草酸跟酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O
則式中的x=2．
（5）用0.020mol/L酸性KMnO₄溶液滴定，滴定終點(diǎn)現(xiàn)象溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘不退色．
（6）經(jīng)過計(jì)算，血液樣品中Ca²⁺的濃度為1.2mg/cm³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖示分析配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的操作正誤；
（2）容量瓶是確定溶液體積的儀器；
（3）根據(jù)仰視刻度線，會(huì)使溶液體積偏大判斷，高錳酸鉀的濃度偏小，在滴定草酸溶液時(shí)消耗的高錳酸鉀的體積偏大；
（4）根據(jù)電荷守恒進(jìn)行分析；
（5）草酸具有還原性，能夠使高錳酸鉀褪色；
（6）根據(jù)滴定數(shù)據(jù)及鈣離子與高錳酸鉀的關(guān)系式計(jì)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(shí)應(yīng)平視刻度線，至溶液凹液面與刻度線相切，
故答案為：②⑤；
（2）應(yīng)該用容量瓶準(zhǔn)確確定50mL溶液的體積，則配制50mL溶液需要50mL容量瓶，故答案為：50mL容量瓶；
（3）如果用圖示的操作配制溶液，由于仰視刻度線，會(huì)使溶液體積偏大，所配制的溶液濃度將偏小，在滴定草酸溶液時(shí)消耗的高錳酸鉀的體積偏大，則測(cè)定的草酸的物質(zhì)的量偏大，即測(cè)得Ca²⁺的濃度將偏大
故答案為：偏大；
（4）根據(jù)電荷守恒，（-1×2）+（+1×6）=+x×2，解得，x=2，草酸跟KMnO₄反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2；
（5）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，滴加高錳酸鉀顯紫紅色，且半分鐘不退色，滴定到達(dá)終點(diǎn)；
故答案為：溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘不退色；
（6）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=24mg，
鈣離子的濃度為：$\frac{24mg}{20c{m}^{3}}$=1.2 mg/cm³，
故答案為：1.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)含量的測(cè)定、配制一定物質(zhì)的量濃度的方法及誤差分析，題目難度中等，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．