Question

9．（1）实验室需要450ml 0.02mol/L酸性KMnO₄标准溶液，现有仪器：
①托盘天平   ②玻璃棒   ③药匙   ④200ml烧杯   ⑤量筒，还需要      玻璃仪器才能完成配制，需称量KMnO4固体     g．
（2）下列操作会使配制的KMnO₄溶液浓度偏大的是      （填写编号，假设其他操作均正确）．
A．没有冷却至室温就转移液体到容量瓶并完成定容
B．使用容量瓶配制溶液，定容时，俯视刻度线
C．没有用蒸馏水洗涤烧杯2-3次，并将溶液移入容量瓶中
D．容量瓶刚用蒸馏水洗净，没有烘干就用来配制溶液
E．定容时，滴加蒸馏水，不慎液面略高于刻度线，吸出少量水使凹液面最低点与刻度线相切
（3）配平下面的方程式（将有关的化学计量数填入横线上）：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄--2MnSO₄⁺+1K₂SO₄+8H₂O+10CO₂
（4）人体血液里Ca²⁺的浓度一般以mg/cm³为单位．为测定血液样品中Ca²⁺的浓度，抽取血样20.00mL，加适量的草酸铵[（NH₄）₂C₂O₄]溶液，可析出草酸钙（CaC₂O₄）沉淀，将沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用上述标准0.02mol/L 酸性KMnO₄溶液滴定，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗13.00mL酸性 KMnO₄溶液．请计算血液样品中Ca²⁺的浓度为1.30mg/cm³．（保留到小数点后两位）

Answer 1

分析 （1）依据配制一定物质的量浓度溶液一般步骤选择需要仪器；依据配制溶液体积选择容量瓶规格，依据m=CVM计算溶质的质量；
（2）分析操作对溶质物质的量和溶液体积的影响，依据C=$\frac{n}{V}$进行误差分析；
（3）反应中MnO₄^-→Mn²⁺，锰元素化合价由+7价降低为+2价，共降低5价，H₂C₂O₄→CO₂，碳元素化合价由+3价升高为+4价，共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，据此结合电荷守恒、原子守恒配平方程式；
（4）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）用固体配制一定物质的量浓度溶液一般步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等，用到的仪器：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，需要450ml 0.02mol/L酸性KMnO₄标准溶液，应选择500mL容量瓶，实际配制500mL溶液，所以还需要的仪器：500ml容量瓶；  胶头滴管；需要高锰酸钾质量m=0.02mol/L×0.5L×158g/mol=1.6g；
故答案为：500ml容量瓶；  胶头滴管；1.6；
（2）A．没有冷却至室温就转移液体到容量瓶并完成定容，导致溶液体积偏小，溶液浓度偏高，故A选；
B．使用容量瓶配制溶液，定容时，俯视刻度线，导致溶液体积偏小，溶液浓度偏高，故B选；
C．没有用蒸馏水洗涤烧杯2-3次，并将溶液移入容量瓶中，导致溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏低，故C不选；
D．容量瓶刚用蒸馏水洗净，没有烘干就用来配制溶液，对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响，溶液浓度不变，故D不选；
E．定容时，滴加蒸馏水，不慎液面略高于刻度线，吸出少量水使凹液面最低点与刻度线相切，导致溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏大，故E不选；
故选：AB；
（3）反应中MnO₄^-→Mn²⁺，锰元素化合价由+7价降低为+2价，共降低5价，H₂C₂O₄→CO₂，碳元素化合价由+3价升高为+4价，共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，结合电荷守恒、原子守恒配平方程式为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+1K₂SO₄+8H₂O+10CO₂；
故答案为：2、5、3、2、1、8、10；
（4）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×0.013L=2.6×10^-4mol，根据反应方程式2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+2K₂SO₄+10H₂O+8CO₂，及草酸钙的化学式CaC₂O₄，可知：n（Ca²⁺）=n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-）=2.5×2.6×10^-4mol=6.5×10^-4mol，
Ca²⁺的质量为：40g/mol×6.5×10^-4mol=0.026g，钙离子的浓度为：$\frac{0.026g}{20mL}$=0.0012g/cm³=1.2mg/cm³，
故答案为：1.3．

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．