Question

11．人体血液里Ca²⁺的浓度一般采用mg/cm³来表示．抽取一定体积的血样，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溶液滴定即可测定血液样品中Ca²⁺的浓度．某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca²⁺的浓度．

【配制KMnO₄标准溶液】如右图所示是配制50mL KMnO₄ 标准溶液的过程示意图．
（1）请你观察图示判断，其中不正确的操作有（填序号）②⑤；
（2）其中确定50mL溶液体积的容器是（填名称）50mL容量瓶；如果用图示的操作配制溶液，所配制的溶液浓度将偏小（填“偏大”或“偏小”）．
【测定血液样品中Ca²⁺的浓度】抽取血样20.00mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020mol/L KMnO₄ 溶液滴定，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗12.00mL KMnO₄溶液．
（3）滴定时，盛放高锰酸钾溶液的仪器名称为酸式滴定管，确定反应达到终点的现象为溶液由无色变为紫红色．
（4）已知草酸跟KMnO₄反应的离子方程式为：2MnO${\;}_{4}^{-}$+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O则方程式中的x=2
（5）经过计算，血液样品中Ca²⁺的浓度为1.2mg/cm³．

Answer 1

分析 （1）根据配制一定物质的量浓度的溶液的正确操作结合图示分析解答；
（2）依据容量瓶的用途解答；依据仰视刻度线，会使溶液体积偏大判断，结合C=$\frac{n}{V}$分析；
（3）碱式滴定管能够量取碱性和非氧化性液体，酸性滴定管可以量取酸性和氧化性液体；草酸具有还原性，能够使高锰酸钾褪色；
（4）草酸跟酸性KMnO₄溶液反应生成二氧化碳、二价锰离子等，结合氧化还原反应得失电子守恒和根据电荷守恒进行分析写出化学方程式得到x；
（5）根据滴定数据及钙离子与高锰酸钾的关系式计算出血液样品中Ca²⁺的浓度．

解答 解：（1）量筒为精密仪器，不能在量筒中溶解固体，故②错误，定容时应平视刻度线，至溶液凹液面与刻度线相切，⑤错误；
故选：②⑤；
（2）容量瓶是专门用来配制一定浓度溶液的精密仪器；如果用图示的操作配制溶液，由于仰视刻度线，会使溶液体积偏大，所配制的溶液浓度将偏小；
故答案为：50mL容量瓶；偏小；
（3）酸性高锰酸钾具有强的氧化性，应盛放在酸式滴定管内；草酸具有还原性，能够使高锰酸钾褪色，向无色草酸中加入酸性高锰酸钾，当草酸反应完后，滴加高锰酸钾显紫红色，滴定到达终点；
故答案为：酸式滴定管；溶液由无色变为紫红色；
（4）根据电荷守恒，（-1×2）+（+1×6）=+x×2，解得，x=2，草酸跟KMnO₄反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2；
（5）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，根据反应方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，及草酸钙的化学式CaC₂O₄，可知：n（Ca²⁺）=n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$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：$\frac{0.24g}{20c{m}^{3}}$=0.0012g/cm³=1.2 mg/cm³，
故答案为：1.2．

点评 本题考查了配制一定物质的量浓度的方法及误差分析，氧化还原滴定，明确配置一定物质的量浓度原理和操作步骤、明确氧化还原滴定原理和操作是解题关键，侧重考查学生对实验基本知识的掌握情况，题目难度中等．