Question

人体血液里Ca²⁺离子的浓度一般采用m g/mL来表示．加适量的草酸铵[（NH₄）₂C₂O₄]溶液，可析出草酸钙（CaC₂O₄）沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用KMnO₄溶液滴定，使草酸转化成CO₂逸出．试回答：
（1）现需要80mL 0.02mol?L^-1标准KMnO₄溶液来进行滴定，则配制溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和

 

；配制时，KMnO₄溶液应用强酸酸化，本实验选择

 

作酸化剂．若选择HNO₃酸化，则结果可能

 

（填“偏大”“偏小”或“不变”）．
（2）草酸与KMnO₄反应的离子方程式为

 

．
（3）滴定时，根据现象

 

，即可确定反应达到终点．
（4）滴定的实验数据如下所示：

实验编号	待测血液的体积/mL	滴入KMnO4溶液的体积/mL
1	20.00	11.95
2	20.00	13.00
3	20.00	12.05

经过计算，血液样品中Ca²⁺离子的浓度为

 

mg/mL．

Answer 1

考点：溶液的配制,中和滴定

专题：实验题

分析：（1）为了配制标准KMnO₄溶液，所需要的实验仪器主要有天平（含砝码）、烧杯、药匙、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等；用高锰酸钾溶液滴定，加入的酸不能具有氧化性，不能与高锰酸钾溶液反应；
（2）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，根据氧化还原反应得失电子守恒配平反应方程式；
（3）根据反应的颜色变化判断滴定终点；
（4）先判断滴定数据的有效性，第2组无效，求出1、3组的平均值，然后利用关系式：5Ca²⁺～5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄计算出血液样品中Ca²⁺的浓度．

解答： 解：（1）为了配制标准KMnO₄溶液，应需要的实验仪器主要有天平（含砝码）、烧杯、药匙、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等，所给仪器中缺少100mL容量瓶；
由于利用高锰酸钾溶液进行滴定来测量H₂C₂O₄的含量，加入的酸不能具有氧化性，若用硝酸，硝酸能氧化H₂C₂O₄，则消耗高锰酸钾溶液的体积偏小，测定结果偏小；盐酸中的氯离子具有还原性，能够被高锰酸钾氧化，对测定结果产生影响，所以不可以用盐酸；故实验中所用的KMnO₄溶液要进行酸化，用于酸化的酸是稀H₂SO₄，
故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管；稀H₂SO₄；偏小；
（2）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，离子反应方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=1OCO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
（3）反应结束前溶液是无色的，反应结束时再滴入高锰酸钾溶液，溶液由无色变为浅紫色，所以滴定终点现象是：滴入最后一滴高锰酸钾溶液后，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色，
故答案为：溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色；
（4）KMnO₄溶液的体积第2组无效，求出1、3组的平均值为12.00mL，血样20.00mL经过上述处理后得到草酸，草酸消耗的消耗的高锰酸钾的物质的量为：0.020mol/L×0.012L=2.4×10^-4mol，由关系式：5Ca²⁺～5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄，可知：n（Ca²⁺）=n（H₂C₂O₄）=

5

2

n（MnO₄^-）=2.5×2.4×10^-4mol=6
10^-4mol，Ca²⁺的质量为：40g/mol×6×10^-4mol=0.024g，钙离子的浓度为：

0.024g

20cm3

=1.2 mg/cm³，
故答案为：1.2．

点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解，涉及溶液的配制、元素化合物性质、化学计算、氧化还原滴定应用，题目难度中等，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．