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（CaC₂O₄）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溶液滴定即可测定血液样品中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．[配制酸性KMnO₄标准溶液]如图是配制50mL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50mL溶液体积的容器是50mL 容量瓶（填名称）．
（3）如果按照图示的操作所配制的溶液进行实验，在其他操作均正确的情况下，所测得Ca²⁺的浓度将偏大（填“偏大”或“偏小”）．[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溶液滴定，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗12.00mL酸性KMnO₄溶液．
（4）已知草酸跟酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O
则式中的x=2．
（5）用0.020mol/L酸性KMnO₄溶液滴定，滴定终点现象溶液由无色变为紫红色，且半分钟不退色．
（6）经过计算，血液样品中Ca²⁺的浓度为1.2mg/cm³．

Answer 1

分析 （1）根据图示分析配制一定物质的量浓度的溶液的操作正误；
（2）容量瓶是确定溶液体积的仪器；
（3）根据仰视刻度线，会使溶液体积偏大判断，高锰酸钾的浓度偏小，在滴定草酸溶液时消耗的高锰酸钾的体积偏大；
（4）根据电荷守恒进行分析；
（5）草酸具有还原性，能够使高锰酸钾褪色；
（6）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50mL溶液的体积，则配制50mL溶液需要50mL容量瓶，故答案为：50mL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，在滴定草酸溶液时消耗的高锰酸钾的体积偏大，则测定的草酸的物质的量偏大，即测得Ca²⁺的浓度将偏大
故答案为：偏大；
（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）草酸具有还原性，能够使高锰酸钾褪色，向无色草酸中加入酸性高锰酸钾，当草酸反应完后，滴加高锰酸钾显紫红色，且半分钟不退色，滴定到达终点；
故答案为：溶液由无色变为紫红色，且半分钟不退色；
（6）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=24mg，
钙离子的浓度为：$\frac{24mg}{20c{m}^{3}}$=1.2 mg/cm³，
故答案为：1.2．

点评 本题考查了物质含量的测定、配制一定物质的量浓度的方法及误差分析，题目难度中等，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．