Question

某同学从网络上了解到菠菜中富含可溶性的两类正盐：草酸盐和碳酸盐．该同学欲用实验验证这一事实并检测其中草酸盐的含量．查阅资料得知草酸（H₂C₂O₄）是一种二元有机弱酸，具有较强的还原性；草酸钙（CaC₂O₄）不溶于水能溶于稀硫酸．请回答下列问题：
（1）该学生将菠菜研磨成粉末、热水浸泡、过滤得到澄清溶液A．研磨菠菜使用的实验仪器的名称为

 

．
（2）设计实验方案验证菠菜中含有草酸盐和碳酸盐，补充完成预期现象和结论．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：调节溶液A至弱碱性，滴加足量CaCl2溶液．	①出现白色沉淀，说明菠菜中   ．
步骤2：取步骤1的沉淀于试管中，加入足量的稀硫酸，沉淀完全溶解，并将产生的无色无味的气体通入澄清石灰水中．	②   ．
步骤3：向步骤2得到的溶液中滴加几滴高锰酸钾溶液．	③   ．

（3）欲准确测定菠菜中草酸盐的含量
①操作：取m g菠菜样品，将其中草酸盐全部转化为CaC₂O₄沉淀分离出来置于烧杯中，用过量的稀硫酸完全溶解后，溶液转入

 

中并加水配制成250mL溶液．每次移取25.00mL该溶液于锥形瓶中，用0.0100mol?L^-1 KMnO₄标准溶液滴定，平均消耗标准溶液V mL．KMnO₄滴定实验时发生的离子方程式为

 

．
②计算：菠菜中草酸盐（以C₂O₄^2-计算）的质量分数为（可以只列式不化简）

 

．
③误差分析：下列操作会使测定结果偏高的是

 

．
A．配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒就加水定容
B．锥形瓶未干燥就加入待测液进行滴定
C．未用标准液润洗就加入标准液开始滴定
D．滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失
E．滴定后俯视读数．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）固体研磨用到的仪器为研钵，研磨菠菜使用的实验仪器的名称为研钵；
（2）草酸钙和碳酸钙均为不溶于水的白色固体，步骤1中出现白色沉淀，说明菠菜中至少含有C₂O₄^2-、CO₃^2-中的一种或两种皆有；步骤2的目的是验证菠菜中含有碳酸盐，选用稀盐酸溶解沉淀，方法是：加入足量1 mol?L^-1 HCl，将产生的气体通入足量澄清石灰水中，现象是沉淀溶解，澄清石灰水变浑浊，说明菠菜中含有碳酸盐；步骤3操作目的是验证草酸盐的存在，利用草酸盐具有还原性，方法是；向步骤2得到的溶液中滴加几滴0.01 mol?L^-1 KMnO₄，现象是溶液紫红色褪去，说明菠菜中含有草酸盐；
（3）①配制250mL溶液应选用250mL容量瓶；KMnO₄标准溶液与C₂O₄^2-反应生成+2价锰离子、二氧化碳和水；
②计算：根据反应方程式得关系式：5C₂O₄^2-～2KMnO₄，代入题给数据计算；
③误差分析：A．配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒就加水定容，高锰酸钾溶液的体积偏小，测定结果偏低；
B．锥形瓶未干燥就加入待测液进行滴定，对测定结果无影响；
C．未用标准液润洗就加入标准液开始滴定，高锰酸钾溶液的体积偏大，测定结果偏高；
D．滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失，高锰酸钾溶液的体积偏大，测定结果偏高；
E．滴定后俯视读数，高锰酸钾溶液的体积偏小，测定结果偏低．

解答： 解：（1）固体研磨用到的仪器为研钵，研磨菠菜使用的实验仪器的名称为研钵；故答案为：研钵；
（2）草酸钙和碳酸钙均为不溶于水的白色固体，步骤1中出现白色沉淀，说明菠菜中至少含有C₂O₄^2-、CO₃^2-中的一种或两种皆有；步骤2的目的是验证菠菜中含有碳酸盐，选用稀盐酸溶解沉淀，方法是：加入足量1 mol?L^-1 HCl，将产生的气体通入足量澄清石灰水中，现象是沉淀溶解，澄清石灰水变浑浊，说明菠菜中含有碳酸盐；步骤3操作目的是验证草酸盐的存在，利用草酸盐具有还原性，方法是；向步骤2得到的溶液中滴加几滴0.01 mol?L^-1 KMnO₄，现象是溶液紫红色褪去，说明菠菜中含有草酸盐，
故答案为：至少含有C₂O₄^2-、CO₃^2-中的一种或两种皆有；澄清石灰水变浑浊，说有菠菜中含有CO₃^2-；高锰酸钾紫色褪去，说明菠菜中含有C₂O₄^2-；
（3）①配制250mL溶液应选用250mL容量瓶；KMnO₄标准溶液与C₂O₄^2-反应生成+2价锰离子、二氧化碳和水，离子方程式为2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案为：250mL容量瓶；2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
②计算：根据反应方程式得关系式：5C₂O₄^2-～2KMnO₄，代入题给数据则草酸盐中草酸根的质量为：

0.01V×5

2

×10×10^-3×88g=0.022Vg，所以菠菜中草酸盐（以C₂O₄^2-计算）的质量分数为

0.022Vg

mg

×100%=

0.022V

m

×100%，故答案为：=

0.022V

m

×100%；
③A．配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒就加水定容，高锰酸钾溶液的体积偏小，测定结果偏低，故A错误；
B．锥形瓶未干燥就加入待测液进行滴定，对测定结果无影响，故B错误；
C．未用标准液润洗就加入标准液开始滴定，高锰酸钾溶液的体积偏大，测定结果偏高，故C正确；
D．滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失，高锰酸钾溶液的体积偏大，测定结果偏高，故D正确；
E．滴定后俯视读数，高锰酸钾溶液的体积偏小，测定结果偏低，故E错误；
故选：CD．

点评：本题考查了物质性质的实验设计和实验分析判断，定量测定实验的设计和计算应用，掌握实验基础和物质性质是解题关键，题目难度中等．