Question

15．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（Ca₂C₂O₄）沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用酸性KMnO₄溶液定量反应即可测定血样样品中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．

【实验探究一】配制酸性KMnO₄标准溶液．如上图所示是配制100mL 酸性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②⑤（填序号）；
（2）其中确定100mL溶液体积的容器是容量瓶（填名称）；
（3）如果按照图示的操作所配制溶液进行实验，在其他操作均正确的情况下，所得KMnO₄溶液浓度将偏小（填“偏大”或“偏小”）．
【实验探究二】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 酸性KMnO₄ 溶液与之反应，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗12.00mL KMnO₄溶液．
（4）已知草酸跟KMnO₄反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O则式中的x=2
（5）经过计算，血液样品中Ca²⁺的浓度为1.2 mg/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）容量瓶是确定溶液体积的仪器；
（3）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；
（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）由图示可知②⑤操作不正确，②不能在量筒中溶解固体，⑤定容时应平视刻度线，至溶液凹液面与刻度线相切，故答案为：②⑤；
（2）应该用容量瓶准确确定100mL溶液的体积，故答案为：容量瓶；
（3）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：偏小；
（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：$\frac{0.024g}{20cm{\;}^{3}}$=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，题目难度不大，注意掌握配制一定浓度的溶液的方法及误差分析方法及技巧．