Question

1．蛋壳的主要成分是CaCO₃．某化学兴趣小组拟测定蛋壳中碳酸钙的质量分数，其实验步骤如下：
①蛋壳洗净，加水煮沸约10分钟，去除蛋白薄膜、小火烤干、研成粉末；
②准确称取0.1000g蛋壳粉末，加入适量盐酸溶液，加热使粉末完全溶解；
③加入稍过量（NH₄）₂C₂O₄溶液和适量氨水，充分反应，产生白色沉淀，静置30分钟，发生的反应是：
Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓
④过滤，分别用稀溶液、蒸馏水洗涤干净后，将沉淀加入稀硫酸中，加热至70～80℃充分溶解：CaC₂O₄+2H⁺=Ca²⁺+H₂C₂O₄
⑤用0.0100mol/L的酸性高锰酸钾标准溶液滴定至终点，消耗高锰酸钾标准溶液35.20mL．
（1）第④步过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）室温下K_sp（CaC₂O₄）=2.0×10^-9，若要使步骤③中Ca²⁺完全沉淀为CaC₂O₄[使溶液中c（Ca²⁺）≤1.0×10^-5mol/L]，则溶液中c（C₂O₄^2-应不低于2.0×10^-4mol/L．
（3）步骤⑤中有二氧化碳生成，发生反应的离子方程式是2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；滴定至终点的现象是最后一滴高锰酸钾滴入锥形瓶，溶液出现紫红色，30s内不褪色．
（4）计算蛋壳中碳酸钙的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）过滤是混合物分离的一个基本操作，需要的仪器和用品有烧杯、漏斗、玻璃棒、带铁圈的铁架台、滤纸；
（2）利用溶度积常数进行计算，而Ksp（CaC₂O₄）=c（Ca²⁺）×c（C₂O₄^2-）；
（3）步骤⑤是用酸性高锰酸钾氧化草酸生成二氧化碳，还原得到Mn²⁺，可以利用氧化还原反应配平该离子方程式；反应到达终点时，高锰酸钾溶液紫色不退去；
（4）通过方程式，利用对应关系式5CaCO₃～5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄进行计算，注意有效数字的运用．

解答 解：（1）过滤是混合物分离的一个基本操作，需要的仪器和用品有烧杯、漏斗、玻璃棒、带铁圈的铁架台、滤纸，
故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）Ksp（CaC₂O₄）=c（Ca²⁺）×c（C₂O₄^2-）=2.0×10^-9，c（C₂O₄^2-）=（2.0×10^-9÷1.0×10^-5）mol/L=2.0×10^-4mol/L，
故答案为：2.0×10^-4mol/L；
（3）步骤⑤是用酸性高锰酸钾氧化草酸生成二氧化碳，还原得到Mn²⁺，反应离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
滴定至终点的现象是：最后一滴高锰酸钾滴入锥形瓶，溶液出现紫红色，30s内不褪色，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；最后一滴高锰酸钾滴入锥形瓶，溶液出现紫红色，30s内不褪色；
（4）关系式为：5CaCO₃～5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄，
则（CaCO₃）=$\frac{5}{2}$n（KMnO₄）=$\frac{5}{2}$×0.1000×35.20×10^-3mol=8.800×10^-4mol，
m（CaCO₃）=8.800×10^-4mol×100g/mol=0.08800g，
w（CaCO₃）=$\frac{0.08800g}{0.1000g}$×100%=88.00%，
答：蛋壳中碳酸钙的质量分数为88.00%．

点评 本题以滴定原理为载体考查物质含量测定，主要利用化学反应方程式，进行多步反应计算，注意有效数字的运用即可，计算题是大部分学生的失分点，应该引起重视．