Question

钙元素是人体必需的常量元素，所有的细胞都需要钙元素．正常人体血液中钙离子浓度为2.2×10^-3mol/L--2.7×10^-3mol/L．某病人血样 10mL，稀释后用草酸铵[（NH₄）₂C₂O₄]溶液处理，使Ca²⁺完全转变为草酸钙（CaC₂O₄）沉淀，过滤、洗涤、干燥，将得到的沉淀用含稀硫酸的5.0×10^-3mol/L KMnO₄溶液氧化，消耗2.0mL KMnO₄溶液时，恰好把C2

O

2- 4

完全氧化为CO₂，同时Mn

O

- 4

被还原为Mn²⁺．
（1）根据上述信息可知，1mol KMnO₄可氧化CaC₂O₄

 

mol．
（2）写出配平CaC₂O₄被KMnO₄溶液（H₂SO₄酸化）氧化的化学方程式．

 

．
（3）根据上述反应方程式可计算出该病人血液中钙离子浓度为

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）将得到的沉淀用含稀硫酸的5.0×10^-3mol/L KMnO₄溶液氧化，消耗2.0mL KMnO₄溶液时，恰好把C2

O

2- 4

完全氧化为CO₂，同时Mn

O

- 4

被还原为Mn²⁺，根据转移电子数相等求算；
（2）用化合价升降法配平方程式；
（3）根据方程式计算草酸钙的物质的量，根据元素守恒可知血液中钙离子物质的量再计算浓度．

解答： 解：（1）Mn

O

- 4

被还原为Mn²⁺，则1mol高锰酸根共得到5mol电子，把C2

O

2- 4

完全氧化为CO₂，则1mol草酸钙被氧化，转移2mol电子，设备氧化的草酸钙的物质的量为x，根据得失电子守恒得：1×5=2×x，解得：x=2.5，故答案为：2.5；
（2）根据已知写出反应物和生成物：CaC₂O₄+KMnO₄+H₂SO₄→CO₂↑+MnSO₄+CaSO₄+K₂SO₄+H₂O，
反应中Mn化合价从+7→+2，降低5价，C化合价从+3→+4，升高1价，一个草酸钙含两个C，共升高2价，最小公倍数为10，故Mn前面系数为2，草酸钙系数为5，
二氧化碳系数为10，再用质量守恒配平其他物质，配平后方程式为：5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+5CaSO₄+K₂SO₄+8H₂O；
故答案为：5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+5CaSO₄+K₂SO₄+8H₂O；
（3）消耗高锰酸钾的物质的量为：5.0×10^-3mol/L×0.002L=1×10^-5mol，根据反应方程式5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+5CaSO₄+K₂SO₄+8H₂O，可知草酸钙的物质的量为：1×10^-5mol×

5

2

=2.5×10^-5mol，血液中钙离子物质的量为：2.5×10^-5mol，浓度为：

2.5×10-5

0.01L

mol=2.5×10^-3 mol/L；
故答案为：2.5×10^-3 mol/L．

点评：本题考查了氧化还原反应的配平及计算，中等难度，守恒法是常用的解题方法．