Question

我国国标推荐的食品药品中Ca元素含量的测定方法之一：利用Na₂C₂O₄将处理后的样品中的Ca²⁺沉淀，过滤洗涤，然后将所得CaC₂O₄固体溶于过量的强酸，最后使用已知浓度的KMnO₄溶液通过滴定来测定溶液中Ca^2＋的含量。针对该实验中的滴定过程，回答以下问题：

（1）KMnO₄溶液应该用__(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装，除滴定管外，还需要的玻璃仪器有__。

（2）试写出滴定过程中发生反应的离子方程式：__。

（3）滴定终点的颜色变化：溶液由__色变为__色。

（4）以下哪些操作会导致测定的结果偏高__(填字母编号)。

a．装入KMnO₄溶液前未润洗滴定管

b．滴定结束后俯视读数

c．滴定结束后，滴定管尖端悬有一滴溶液

d．滴定过程中，振荡时将待测液洒出

（5）某同学对上述实验方法进行了改进并用于测定某品牌的钙片中的钙元素(主要为CaCO₃)含量，其实验过程如下：取2.00g样品加入锥形瓶中，用酸式滴定管向锥形瓶内加入20.00mL浓度为0.10mol·L^-1的盐酸(盐酸过量)，充分反应一段时间，用酒精灯将锥形瓶内液体加热至沸腾，数分钟后，冷却至室温，加入2～3滴酸碱指示剂，用浓度为0.10mol·L^-1的NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液8.00mL。[提示：Ca(OH)₂微溶于水，pH较低时不会沉淀]

①为使现象明显、结果准确，滴定过程中的酸碱指示剂应选择__(填“石蕊”、“甲基橙”或“酚酞”)溶液；

②实验过程中将锥形瓶内液体煮沸的目的是___；

③则此2.00g钙片中CaCO₃的质量为__g。

Answer

酸式 烧杯、锥形瓶 2MnO4-＋5C2O42-＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 无 紫 ac 甲基橙 将溶解在溶液中的CO2气体赶出 0.06

【解析】

(1)高锰酸钾具有强氧化性，能氧化碱式滴定管的橡胶管；

(2)滴定时，高锰酸钾与草酸反应生成锰离子、二氧化碳和水；

(3)当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，高锰酸钾过量；

(4)a．装入KMnO4溶液前未润洗滴定管，导致高锰酸钾溶液的浓度降低，使用的体积偏大；

b．滴定结束后俯视读数，导致读取高锰酸钾溶液的体积偏小；

c．滴定结束后，滴定管尖端悬有一滴溶液，导致读取高锰酸钾溶液的体积偏大；

d．滴定过程中，振荡时将待测液洒出，导致待测液物质的量减小，使用高锰酸钾溶液的体积减小；

(5)①已知Ca(OH)2微溶于水，pH较低时不会沉淀，则滴定终点时溶液呈酸性；

②碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳气体；

③n(CaCO3)=×[n(HCl)-n(NaOH)]。

(1)高锰酸钾具有强氧化性，能氧化碱式滴定管的橡胶管，故用酸式滴定管装盛高锰酸钾溶液，滴定时，在锥形瓶中滴定，烧杯装盛试剂；

(2)滴定时，高锰酸钾与草酸反应生成锰离子、二氧化碳和水，离子方程式为2MnO4-＋5C2O42-＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；

(3)当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，高锰酸钾过量，则溶液由无色变为紫色；

(4)a．装入KMnO4溶液前未润洗滴定管，导致高锰酸钾溶液的浓度降低，使用的体积偏大，计算结果偏高，a符合题意；

b．滴定结束后俯视读数，导致读取高锰酸钾溶液的体积偏小，计算结果偏低，b与题意不符；

c．滴定结束后，滴定管尖端悬有一滴溶液，导致读取高锰酸钾溶液的体积偏大，计算结果偏高，c符合题意；

d．滴定过程中，振荡时将待测液洒出，导致待测液物质的量减小，使用高锰酸钾溶液的体积减小，计算结果偏低，d与题意不符；

答案为ac。

(5)①已知Ca(OH)2微溶于水，pH较低时不会沉淀，则滴定终点时溶液呈酸性，甲基橙变色范围为3.1~4.4，选甲基橙作指示剂；

②碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳气体，加热可降低二氧化碳的溶解度；

③n(CaCO3)=×[n(HCl)-n(NaOH)]=(0.1×0.02-0.1×0.008)=0.0006mol，m(CaCO3)=n(CaCO3)×100g/mol=0.06g。