Question

15．人體血液里Ca²⁺的濃度一般采用mg/cm³來表示．抽取一定體積的血樣，加適量的草酸銨[（NH₄）₂C₂O₄]溶液，可析出草酸鈣（Ca₂C₂O₄）沉淀，將此草酸鈣沉淀洗滌后溶于強酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用酸性KMnO₄溶液定量反應即可測定血樣樣品中Ca²⁺的濃度．某研究性學習小組設計如下實驗步驟測定血液樣品中Ca²⁺的濃度．

【實驗探究一】配制酸性KMnO₄標準溶液．如上圖所示是配制100mL 酸性KMnO₄ 標準溶液的過程示意圖．
（1）請你觀察圖示判斷其中不正確的操作有②⑤（填序號）；
（2）其中確定100mL溶液體積的容器是容量瓶（填名稱）；
（3）如果按照圖示的操作所配制溶液進行實驗，在其他操作均正確的情況下，所得KMnO₄溶液濃度將偏小（填“偏大”或“偏小”）．
【實驗探究二】測定血液樣品中Ca²⁺的濃度，抽取血樣20.00mL，經(jīng)過上述處理后得到草酸，再用0.020mol/L 酸性KMnO₄ 溶液與之反應，使草酸轉化成CO₂逸出，這時共消耗12.00mL KMnO₄溶液．
（4）已知草酸跟KMnO₄反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O則式中的x=2
（5）經(jīng)過計算，血液樣品中Ca²⁺的濃度為1.2 mg/cm³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)配制一定物質的量濃度的溶液的正確操作結合圖示分析解答；
（2）容量瓶是確定溶液體積的儀器；
（3）依據(jù)仰視刻度線，會使溶液體積偏大判斷，結合C=$\frac{n}{V}$分析；
（4）草酸跟酸性KMnO₄溶液反應生成二氧化碳、二價錳離子等，結合氧化還原反應得失電子守恒和根據(jù)電荷守恒進行分析寫出化學方程式得到x；
（5）根據(jù)滴定數(shù)據(jù)及鈣離子與高錳酸鉀的關系式計算出血液樣品中Ca²⁺的濃度．

解答 解：（1）由圖示可知②⑤操作不正確，②不能在量筒中溶解固體，⑤定容時應平視刻度線，至溶液凹液面與刻度線相切，故答案為：②⑤；
（2）應該用容量瓶準確確定100mL溶液的體積，故答案為：容量瓶；
（3）如果用圖示的操作配制溶液，由于仰視刻度線，會使溶液體積偏大，所配制的溶液濃度將偏小，故答案為：偏��；
（4）根據(jù)電荷守恒，（-1×2）+（+1×6）=+x×2，解得，x=2，草酸跟KMnO₄反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2；
（5）血樣20.00mL經(jīng)過上述處理后得到草酸，草酸消耗的消耗的高錳酸鉀的物質的量為：0.020mol/L×0.012L=2.4×10^-4mol，
根據(jù)反應方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，及草酸鈣的化學式CaC₂O₄，可知：n（Ca²⁺）=n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-）=2.5×2.4×10^-4mol=6
10^-4mol，Ca²⁺的質量為：40g/mol×6×10^-4mol=0.024g，鈣離子的濃度為：$\frac{0.024g}{20cm{\;}^{3}}$=1.2 mg/cm³，
故答案為：1.2．

點評 本題考查了配制一定物質的量濃度的方法及誤差分析，題目難度不大，注意掌握配制一定濃度的溶液的方法及誤差分析方法及技巧．