Question

茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等微量金属元素，某化学研究性学习小组设计方案测定某品牌茶叶中钙元素的质量分数，并检验铁元素的存在（已知CaC₂O₄为白色沉淀物质）．首先取200g茶叶样品焙烧得灰粉后进行如图操作：

请回答下列有关问题：

（1）文献资料显示，某些金属离子的氢氧化物完全沉淀的pH为：

离子	Ca^2+	Fe^3+
完全沉淀时的pH	13	4.1

实验前要先将茶叶样品高温灼烧成灰粉，其主要目的            。

（2）写出从滤液A→沉淀D的离子反应方程式           。

（3）为保证实验精确度，沉淀D及E需要分别洗涤，并将洗涤液转移回母液中，判断D已经沉淀完全方法是            。

（4）用KMnO₄标准溶液滴定C溶液时所发生的反应为：5C₂O₄^2－+2MnO₄^－+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O。

现将滤液C稀释至500mL，再取其中的25.00mL溶液，用硫酸酸化后，用0.1000mol•L^﹣1的KMnO₄标准溶液滴定，终点时消耗KMnO₄溶液10.00mL．

A        B         C           D

图1                           图2

① 此步操作过程中KMnO₄标准溶液应装在图2中哪个仪器中（填写字母）                。

②滴定到终点，现象          ，静置后，如图3方法读取KMnO₄标准溶液的刻度数据，则测定的钙元素含量将          （填“偏高”“偏低”或“无影响”）。

（5）原茶叶中钙元素的质量分数为          。

Answer

（1）使样品中的有机物完全分解，将钙、铁等微量元素转化为可溶性物质；

（2）Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；

（3）静置，向上层清液中继续滴加氨水若无红褐色沉淀生成则说明D已沉淀完全，否则未沉淀完全

（4）①B；②无色变为浅红色；③偏高；（5）0.3%；

【解析】

试题分析：（1）实验前要先将茶叶样品高温灼烧成灰粉，其主要目的使样品中的有机物完全分解，将钙、铁等微量元素转化为可溶性物质；（2）滤液中含有铁离子，铁离子与氨水反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为：Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；（3）检验氢氧化铁沉淀是否沉淀完全方法是，静置，向上层清液中继续滴加氨水若无红褐色沉淀生成则说明D已沉淀完全，否则未沉淀完全；（4）①用酸性高锰酸钾滴定时，KMnO4标准溶液应装在酸式滴定管中，故选B；②滴定结束之前溶液为无色，滴定结束时高锰酸钾溶液过量，溶液变为紫色，所以滴定终点颜色变化为：无色变为紫色或高锰酸钾溶液不褪色，即达到滴定到终点；③滴定到终点，静置后，如图3读取KMnO4标准溶液的刻度数据，导致读数偏低，计算出的消耗的高锰酸钾溶液体积偏小，计算出的钙离子消耗的草酸根离子物质的量偏大，则测定的钙元素含量将偏高；

（5）7.44g草酸铵的物质的量为：，

根据反应5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O

可知与钙离子反应的草酸根离子的物质的量为：

0.065mol-×（0.10mol•L-1×0.01L）×=0.015mol，

根据化学式CaC2O4可知钙离子的物质的量为0.015mol，

所以样品中钙离子的质量分数为：×100%=0.3%。

考点：本题考查化学实验。