Question

【題目】茶葉中含有多種有益于人體健康的有機(jī)成分及鈣、鐵等微量金屬元素，某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)方案測(cè)定某品牌茶葉中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并檢驗(yàn)鐵元素的存在（已知CaC2O4為白色沉淀物質(zhì)）。首先取200g 茶葉樣品焙燒得灰粉后進(jìn)行如圖6操作:

請(qǐng)回答下列有關(guān)問題:

(1) 實(shí)驗(yàn)前要先將茶葉樣品高溫灼燒成灰粉，其主要目的_________。

(2) 文獻(xiàn)資料顯示，某些金屬離子的氫氧化物完全沉淀的pH 為:

離子	Ca2+	Fe3+
完全沉淀時(shí)的pH	13	4.1

寫出從濾液A→沉淀D的離子反應(yīng)方程式_________。

(3) 為保證實(shí)驗(yàn)精確度，沉淀D 及E需要分別洗滌，并將洗滌液轉(zhuǎn)移回母液中，判斷沉淀D已經(jīng)洗滌干凈的方法是_________。

(4) 用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定C溶液時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)為:5C2O42- +2MnO4- +16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。現(xiàn)將濾液C 稀釋至500mL，再取其中的25.00mL溶液，用硫酸酸化后，用0.1000mol/L的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO4溶液10.00mL。

①此步操作過程中KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)裝在_________中(填寫儀器名稱)。

②滴定到終點(diǎn)，現(xiàn)象_________，靜置后，若終了俯視讀取KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，則測(cè)定的鈣元素含量將_________ (填“偏高“偏低”或“無影響”)。

(5) 原茶葉中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

Answer 1

【答案】 使樣品中的有機(jī)物充分反應(yīng)，有利于提高浸出率 Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ 向最后一次洗滌液中，滴加碳酸鈉溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈 酸式滴定管 溶液由無色恰好變成紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色 偏高 0.3%

【解析】試題分析：本題考查物質(zhì)含量的測(cè)定，基本實(shí)驗(yàn)操作、誤差分析和計(jì)算。

（1）茶葉中含有多種有益于人體健康的有機(jī)成分，實(shí)驗(yàn)前將茶葉樣品高溫灼燒成灰粉可使樣品中的有機(jī)物充分反應(yīng)，變成粉末，增大接觸面積，有利于后續(xù)實(shí)驗(yàn)中提高金屬元素的浸取率。

（2）茶葉灰粉加3mol/LH2SO4浸取后的濾液A中含Fe3+、Ca2+，滴加氨水調(diào)節(jié)pH=6，根據(jù)表中Ca2+、Fe3+完全沉淀的pH值，從濾液A→沉淀D是將Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，離子反應(yīng)方程式為：Fe3++3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+。

（3）沉淀D上吸附的可溶物中含Ca2+等，要判斷沉淀D洗滌干凈即檢驗(yàn)洗滌液中不含Ca2+，用Na2CO3溶液檢驗(yàn)Ca2+。實(shí)驗(yàn)方法是：向最后一次洗滌液中，滴加碳酸鈉溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈。

（4）①KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕橡皮管，KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液不能盛放在堿式滴定管中，應(yīng)盛放在酸式滴定管中。

②由于KMnO4溶液本身呈紫紅色，滴定中不需要加指示劑，滴定到終點(diǎn)的現(xiàn)象是：溶液由無色恰好變成紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色。若終了俯視讀取KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，消耗KMnO4溶液的體積偏小，與KMnO4反應(yīng)的（NH4）2C2O4偏小，則與Ca2+形成沉淀的（NH4）2C2O4偏大，測(cè)定的鈣元素含量將偏高。

（5）實(shí)驗(yàn)中消耗的n（KMnO4）=0.1000mol/L0.01L=10-3mol，根據(jù)反應(yīng)：5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，25.00mL溶液中n（C2O42-）=n（KMnO4）=2.510-3mol；濾液C中n（C2O42-）=2.510-3mol=0.05mol；與Ca2+反應(yīng)的n（C2O42-）=-0.05mol=0.015mol，n（Ca2+）=0.015mol，茶葉中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=0.3%。