Question

通过血液中的钙离子的检测能够帮助判断多种疾病。某研究小组为测定血液样品中

Ca2＋的含量（100 mL血液中含Ca2＋的质量），实验步骤如下：

①准确量取5.00 mL血液样品，处理后配制成50.00 mL溶液；

②准确量取溶液10.00 mL，加入过量(NH4)2C2O4溶液，使Ca2＋完全转化成CaC2O4沉淀；

③过滤并洗净所得CaC2O4沉淀，用过量稀硫酸溶解，生成H2C2O4和CaSO4稀溶液；

④加入12.00 mL 0.0010 mol·L－1的KMnO4溶液，使H2C2O4完全被氧化，离子方程式为：

2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O；

⑤用0.0020 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定过量的KMnO4溶液，消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液20.00 mL。

（1）已知室温下CaC2O4的Ksp＝2.0×10－9，欲使步骤②中c(Ca2＋)≤1.0×10－5 mol·L－1，应保持溶液中c(C2O42－)≥   ▲    mol·L－1。

（2）步骤⑤中有Mn2＋生成，发生反应的离子方程式为   ▲   。

（3）若步骤⑤滴定管在使用前未用标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗涤，测得血液中Ca2+的含量将  ▲（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

（4）计算血样中Ca2＋的含量（写出计算过程）。

   ▲   。

Answer 1

【知识点】滴定问题、化学计算、

【答案解析】（1）2.0×104（2）MnO4－+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O（3）偏低（4）100mL血样中Ca2＋的含量为:0.04g

解析：（1）因为CaC2O4Ca2++ C2O42－     CaC2O4的Ksp＝c(Ca2＋).c(C2O42－)    溶液中c(C2O42－)≥ 2.0×10－9 /1.0×10－5=2.0×104；（2）MnO4－与Fe2+发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:MnO4－+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；  （3）若步骤⑤滴定管在使用前未用标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗涤，标准溶液就会被稀释，导致测得的过量的KMnO4物质的量偏大，而与H2C2O4反应的KMnO4物质的量偏小，因此计算得到血液中Ca2+的含量将偏低。

KMnO4总物质的量为:0.0010×12×103=1.2×105mol

(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定消耗的过量的KMnO4物质的量为:0.0020×20.00×103×1/5=8.0×106mol；

与H2C2O4反应的KMnO4物质的量为:1.2×105mol－8.0×106mol=4.0×106mol

n(H2C2O4)=4.0×106mol×5/2=1.0×105mol；

n(CaC2O4)=1.0×105mol;

100mL血样中Ca2＋的含量为:1.0×105mol×40g/mol×50mL/10mL×100mL/5mL=0.04g

【思路点拨】本题考查定量分析问题，涉及化学计算、误差分析、离子方程式书写，关键是理解测定血液样品中Ca2＋的含量的实验步骤。