Question

【題目】我國國標(biāo)推薦的食品藥品中Ca元素含量的測定方法之一：利用Na2C2O4將處理后的樣品中的Ca2＋沉淀，過濾洗滌，然后將所得CaC2O4固體溶于過量的強(qiáng)酸，最后使用已知濃度的KMnO4溶液通過滴定來測定溶液中Ca2＋的含量。針對該實(shí)驗(yàn)中的滴定過程，回答以下問題：

(1)KMnO4溶液應(yīng)該用________(填“酸式”或“堿式”)滴定管盛裝。

(2)寫出滴定過程中反應(yīng)的離子方程式：_____________。

(3)滴定終點(diǎn)的顏色變化：溶液由________色變?yōu)?/span>________色。

(4)以下哪些操作會(huì)導(dǎo)致測定的結(jié)果偏高________(填字母編號)。

a．裝入KMnO4溶液前未潤洗滴定管

b．滴定結(jié)束后俯視讀數(shù)

c．滴定結(jié)束后，滴定管尖端懸有一滴溶液

d．滴定過程中，振蕩時(shí)將待測液灑出

(5)某同學(xué)對上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了改進(jìn)并用于測定某品牌的鈣片中的鈣元素(主要為CaCO3)含量，其實(shí)驗(yàn)過程如下：取2.00 g樣品加入錐形瓶中，用酸式滴定管向錐形瓶內(nèi)加入20.00 mL濃度為0.10 mol·L－1的鹽酸(鹽酸過量)，充分反應(yīng)一段時(shí)間，用酒精燈將錐形瓶內(nèi)液體加熱至沸騰，數(shù)分鐘后，冷卻至室溫，加入2～3滴酸堿指示劑，用濃度為0.10 mol·L－1的NaOH溶液滴定至終點(diǎn)，消耗NaOH溶液8.00 mL。[提示：Ca(OH)2微溶于水，pH較低時(shí)不會(huì)沉淀]

①為使現(xiàn)象明顯、結(jié)果準(zhǔn)確，滴定過程中的酸堿指示劑應(yīng)選擇_______(填“石蕊”、“甲基橙”或“酚酞”)溶液；

②此2.00 g鈣片中CaCO3的質(zhì)量為________g。

Answer 1

【答案】酸式 2MnO4-+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2↑+8H2O 無 紫 ac 甲基橙 0.06

【解析】

(1)高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，會(huì)腐蝕橡膠，根據(jù)中和滴定所需儀器判斷；

(2)在硫酸條件下，高錳酸鉀將C2O42-氧化為CO2，自身被還原為MnSO4，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；

(3)高錳酸鉀溶液本身有顏色，為紫色，在開始滴入含C2O42-溶液中時(shí)被還原，顏色消失，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，據(jù)此判斷；

(4)分析不當(dāng)操作對V(標(biāo)準(zhǔn))的影響，根據(jù)c(待測)=判斷對結(jié)果的影響；

(5)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，考慮二氧化碳溶于水，故要加熱煮沸，過量鹽酸用氫氧化鈉滴定，考慮氫氧化鈣的微溶性，應(yīng)選擇在pH較低時(shí)變色的指示劑，根據(jù)滴定算出過量鹽酸，進(jìn)而求得與碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸，根據(jù)方程式計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量。

(1)高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，會(huì)腐蝕橡膠，應(yīng)放在酸式滴定管中，故答案為：酸式；

(2)高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，在硫酸條件下將C2O42-氧化為CO2，自身被還原為Mn2+，離子方程式為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，故答案為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

(3)高錳酸鉀溶液本身有顏色，為紫色，在開始滴入C2O42-中時(shí)被還原，顏色消失，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色，故答案為：無；紫；

(4)a．滴定時(shí)，滴定管經(jīng)水洗，蒸餾水洗后加入滴定劑高錳酸鉀溶液，造成標(biāo)準(zhǔn)液體被稀釋，濃度變稀，導(dǎo)致V(標(biāo)準(zhǔn))偏大，根據(jù)c(待測)=可知，結(jié)果偏高，故a正確；b．滴定前平視，滴定后俯視，則所用標(biāo)準(zhǔn)液讀數(shù)偏小，根據(jù)c(待測)=可知，結(jié)果偏低，故b錯(cuò)誤；c．滴定結(jié)束后，滴定管尖端懸有一滴溶液，造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大，根據(jù)c(待測)=可知，結(jié)果偏高，故c正確；d．滴定過程中，振蕩時(shí)將待測液灑出，所用標(biāo)準(zhǔn)液V(標(biāo)準(zhǔn))偏小，根據(jù)c(待測)=可知，結(jié)果偏低，故d錯(cuò)誤；故答案為：ac；

(5)①根據(jù)題給信息，Ca(OH)2微溶于水，pH較低時(shí)不會(huì)沉淀出，甲基橙變色范圍為3.1～4.4，符合，石蕊變色不明顯，酚酞變色范圍為：8.2～10.0，pH較高，有氫氧化鈣沉淀生成，干擾滴定，故用甲基橙作指示劑，故答案為：甲基橙；

②中和滴定消耗鹽酸的物質(zhì)的量=氫氧化鈉的物質(zhì)的量=0.1mol/L×8mL=0.8mmol，則和碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸為：0.1mol/L×20mL-0.8mmol=1.2mmol=0.0012mol，

CaCO3 + 2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

100g 2mol

m 0.0012mol

m==0.06g，故答案為：0.06。