Question

【题目】茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等微量金属元素，某化学研究性学习小组设计方案测定某品牌茶叶中钙元素的质量分数，并检验铁元素的存在（已知CaC2O4为白色沉淀物质）。首先取200g 茶叶样品焙烧得灰粉后进行如图6操作:

请回答下列有关问题:

(1) 实验前要先将茶叶样品高温灼烧成灰粉，其主要目的_________。

(2) 文献资料显示，某些金属离子的氢氧化物完全沉淀的pH 为:

离子	Ca2+	Fe3+
完全沉淀时的pH	13	4.1

写出从滤液A→沉淀D的离子反应方程式_________。

(3) 为保证实验精确度，沉淀D 及E需要分别洗涤，并将洗涤液转移回母液中，判断沉淀D已经洗涤干净的方法是_________。

(4) 用KMnO4标准溶液滴定C溶液时所发生的反应为:5C2O42- +2MnO4- +16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。现将滤液C 稀释至500mL，再取其中的25.00mL溶液，用硫酸酸化后，用0.1000mol/L的KMnO4标准溶液滴定，终点时消耗KMnO4溶液10.00mL。

①此步操作过程中KMnO4标准溶液应装在_________中(填写仪器名称)。

②滴定到终点，现象_________，静置后，若终了俯视读取KMnO4标准溶液的体积，则测定的钙元素含量将_________ (填“偏高“偏低”或“无影响”)。

(5) 原茶叶中钙元素的质量分数为_________。

Answer 1

【答案】 使样品中的有机物充分反应，有利于提高浸出率 Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ 向最后一次洗涤液中，滴加碳酸钠溶液，若无沉淀产生，则已洗净 酸式滴定管 溶液由无色恰好变成红色，且半分钟内不褪色 偏高 0.3%

【解析】试题分析：本题考查物质含量的测定，基本实验操作、误差分析和计算。

（1）茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分，实验前将茶叶样品高温灼烧成灰粉可使样品中的有机物充分反应，变成粉末，增大接触面积，有利于后续实验中提高金属元素的浸取率。

（2）茶叶灰粉加3mol/LH2SO4浸取后的滤液A中含Fe3+、Ca2+，滴加氨水调节pH=6，根据表中Ca2+、Fe3+完全沉淀的pH值，从滤液A→沉淀D是将Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀，离子反应方程式为：Fe3++3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+。

（3）沉淀D上吸附的可溶物中含Ca2+等，要判断沉淀D洗涤干净即检验洗涤液中不含Ca2+，用Na2CO3溶液检验Ca2+。实验方法是：向最后一次洗涤液中，滴加碳酸钠溶液，若无沉淀产生，则已洗净。

（4）①KMnO4溶液具有强氧化性，能腐蚀橡皮管，KMnO4标准溶液不能盛放在碱式滴定管中，应盛放在酸式滴定管中。

②由于KMnO4溶液本身呈紫红色，滴定中不需要加指示剂，滴定到终点的现象是：溶液由无色恰好变成红色，且半分钟内不褪色。若终了俯视读取KMnO4标准溶液的体积，消耗KMnO4溶液的体积偏小，与KMnO4反应的（NH4）2C2O4偏小，则与Ca2+形成沉淀的（NH4）2C2O4偏大，测定的钙元素含量将偏高。

（5）实验中消耗的n（KMnO4）=0.1000mol/L0.01L=10-3mol，根据反应：5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，25.00mL溶液中n（C2O42-）=n（KMnO4）=2.510-3mol；滤液C中n（C2O42-）=2.510-3mol=0.05mol；与Ca2+反应的n（C2O42-）=-0.05mol=0.015mol，n（Ca2+）=0.015mol，茶叶中钙元素的质量分数为100%=0.3%。