Question

我國國標推薦的食品藥品中Ca元素含量的測定方法之一為：利用Na₂C₂O₄將處理后的樣品中的Ca²⁺沉淀，過濾洗滌，然后將所得CaC₂O₄固體溶于過量的強酸，最后使用已知濃度的KMnO₄溶液通過滴定來測定溶液中Ca²⁺的含量．針對該實驗中的滴定過程，回答以下問題：
（1）KMnO₄溶液應(yīng)該用

 

 （填“酸式”或“堿式”）滴定管盛裝，除滴定管外，還需要的玻璃儀器有

 

．
（2）試寫出滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（3）滴定終點的顏色變化為：溶液由

 

 色變?yōu)?div id="s0zp5ty" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

 色．
（4）以下哪些操作會導(dǎo)致測定的結(jié)果偏高

 

．
a．裝入KMnO₄溶液前未潤洗滴定管
b．滴定結(jié)束后俯視讀數(shù)
c．滴定結(jié)束后，滴定管尖端懸有一滴溶液
d．滴定過程中，振蕩時將待測液灑出
（5）某同學(xué)對上述實驗方法進行了改進并用于測定某品牌的鈣片中的鈣元素（主要為CaCO₃）含量，其實驗過程如下：取2.00g樣品加入錐形瓶中，用酸式滴定管向錐形瓶內(nèi)加入20.00mL濃度為0.10mol/L的鹽酸（鹽酸過量），充分反應(yīng)一段時間，用酒精燈將錐形瓶內(nèi)液體加熱至沸騰，數(shù)分鐘后，冷卻至室溫，加入2～3滴酸堿指示劑，用濃度為0.10mol/L的NaOH溶液滴定至終點，消耗NaOH溶液8.00mL．（提示：Ca（OH）₂微溶于水，pH較低時不會沉淀出）．據(jù)此回答：
①為使現(xiàn)象明顯、結(jié)果準確，滴定過程中的酸堿指示劑應(yīng)選擇

 

 試液 （填“石蕊”、“甲基橙”或“酚酞”）；
②實驗過程中將錐形瓶內(nèi)液體煮沸的目的是

 

；
③則此2.00g鈣片中CaCO₃的質(zhì)量為

 

g．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，根據(jù)中和滴定所需儀器判斷；
（2）在硫酸條件下，高錳酸鉀將C₂O₄^2-氧化為CO₂，自身被還原為MnSO₄，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（3）高錳酸鉀溶液本身有顏色，為紫色，在開始滴入含C₂O₄^2-溶液中時被還原，顏色消失，當(dāng)達到滴定終點時，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，溶液應(yīng)該是由無色變?yōu)闇\紫色；
（4）分析不當(dāng)操作對V（標準）的影響，以此判斷濃度的誤差；
（5）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，考慮二氧化碳溶于水，故要加熱煮沸，過量鹽酸用氫氧化鈉滴定，考慮氫氧化鈣的微溶性，應(yīng)選擇在pH較低時變色的指示劑，根據(jù)滴定算出過量鹽酸，進而求得與碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸，根據(jù)方程式計算碳酸鈣的質(zhì)量．

解答： 解：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，會腐蝕橡膠，應(yīng)放在酸式滴定管中，中和滴定前需進行趕氣泡、調(diào)零等操作，用燒杯盛液體，滴定中用錐形瓶盛待測液，用滴定管盛標準液，故所需玻璃儀器有：酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、燒杯，故答案為：酸式；錐形瓶、燒杯；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，在硫酸條件下將C₂O₄^2-氧化為CO₂，自身被還原為Mn²⁺，離子方程式為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）高錳酸鉀溶液本身有顏色，為紫色，在開始滴入C₂O₄^2-中時被還原，顏色消失，當(dāng)達到滴定終點時，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：無；紫；
（4）a．滴定時，滴定管經(jīng)水洗，蒸餾水洗后加入滴定劑高錳酸鉀溶液，標準液體被稀釋，濃度變稀，造成V（標準）偏大，由此計算結(jié)果偏大；
b．滴定前平視，滴定后俯視，則所用標準液讀數(shù)偏小，由此計算結(jié)果偏�。�
c．滴定結(jié)束后，滴定管尖端懸有一滴溶液，造成V（標準）偏大，由此計算結(jié)果偏大；
d．滴定過程中，振蕩時將待測液灑出，所用標準液偏小，由此計算結(jié)果偏��；
故答案為：ac；
（5）①根據(jù)題給信息，Ca（OH）₂微溶于水，pH較低時不會沉淀出，甲基橙變色范圍為3.1～4.4，符合，石蕊變色不明顯，酚酞變色范圍為：8.2～10.0，pH較高，有氫氧化鈣沉淀生成，干擾滴定，故用甲基橙作指示劑，故答案為：甲基橙；
②二氧化碳溶于水，加熱煮沸趕走溶液中二氧化碳，避免二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)造成誤差，故答案為：將溶解在溶液中的CO₂氣體趕出；
③中和滴定消耗鹽酸為：0.1mol/L×8mL=0.8mmol，和碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸為：0.1mol/L×20mL-0.8mmol=1.2mmol=0.0012mol，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100g   2mol
m      0.0012mol
m=

100g×0.0012mol

2mol

=0.06g，故答案為：0.06g．

點評：本題考查了滴定原理的應(yīng)用，中等難度，注意題給信息的應(yīng)用，根據(jù)滴定原理進行計算要明確反應(yīng)原理．