Question

4．某CaCO₃试样0.1427g制成溶液后，在氨性条件下将Ca²⁺沉淀为CaC₂O₄．CaC₂O₄经过滤、洗涤后溶于酸，再用KMnO₄标准溶液[c（$\frac{1}{5}$KMnO₄）=0.1012mol/L]滴定溶液中的C₂O₄^2-，消耗27.62mL，计算该样中CaCO₃的质量分数．
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．

Answer 1

分析 根据反应2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可以根据消耗KMnO₄的量推出C₂O₄^2-的物质的量，根据Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄可以计算Ca²⁺的物质的量，推算出CaCO₃的质量，确定该样中CaCO₃的质量分数．

解答 解：已知c（$\frac{1}{5}$KMnO₄）=0.1012mol/L，
滴定消耗高锰酸钾n（KMnO₄）=$\frac{1}{5}$×c（$\frac{1}{5}$KMnO₄）×V=$\frac{1}{5}$×0.1012mol/L×0.02762L=5.59×10^-4mol
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
  2                   5
5.59×10^-4mol n（C₂O₄^2-）
n（C₂O₄^2-）=5.59×10^-4mol×$\frac{5}{2}$=1.4×10^-3mol
Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄
 1             1
n（Ca²⁺）1.4×10^-3mol
n（Ca²⁺）=1.4×10^-3mol而Ca²⁺全部来自于溶解的CaCO₃，根据钙元素守恒可知n（CaCO₃）=1.4×10^-3mol，
m（CaCO₃）=n（CaCO₃）×M（CaCO₃）=1.4×10^-3mol×100g/mol=0.14g，
该样中CaCO₃的质量分数=$\frac{m（CaCO3）}{m（样品）}$=$\frac{0.14g}{0.1427g}$×100%=98.1%，
答：该样中CaCO₃的质量分数为98.1%．

点评 本题考查化学方程式有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析判断及计算能力，明确各个物理量之间的关系式是解本题关键，注意单位换算．