Question

人体血液里Ca²⁺的浓度一般采用mg·cm^-3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH₄)₂C₂O₄]溶液，可析出草酸钙(CaC₂O₄)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H₂C₂O₄)，再用酸性KMnO₄溶液滴定即可测定血液样品中Ca²⁺的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca²⁺的浓度。

I．（配制酸性KMnO₄标准溶液）如图是配制50 mL酸性KMnO₄标准溶液的过程示意图。

(1)请你观察图示判断其中不正确的操作有____（填序号）。

(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是____（填名称）。

(3)如果按照图示的操作所配制的溶液进行实验，在其他操作均正确的情况下，所测的实验结果将_______（填“偏大”或“偏小”）。

II．（测定血液样品中Ca²⁺的浓度）抽取血样20. 00 mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020 mol/L酸性KMnO₄溶液滴定，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗12.00 mL酸性KMnO₄溶液。

(4)已知草酸与酸性KMn0₄溶液反应的离子方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O，则式中的x=____。

(5)滴定时，根据现象____，即可确定反应达到终点。

(6)经过计算，血液样品中Ca²⁺的浓度为____mg．cm^-3。

Answer

②⑤ 50mL容量瓶 偏小 2 溶液由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色 1.2

【解析】

（1）根据配制一定物质的量浓度的溶液的正确操作结合图示分析；

（2）容量瓶是确定溶液体积的仪器；

（3）仰视刻度线，会使溶液体积偏大，结合C=n/V分析；

（4）草酸跟酸性KMnO4溶液反应生成二氧化碳、二价锰离子等，结合氧化还原反应得失电子守恒和根据电荷守恒进行分析，写出化学方程式得到x；

（5）滴定时，用高锰酸钾滴定草酸，反应达到终点时，滴入的高锰酸钾溶液不褪色，据此判断；

（6）根据滴定数据及钙离子与高锰酸钾的关系式计算出血液样品中Ca2＋的浓度．

（1）由图示可知②⑤操作不正确，②不能在量筒中溶解固体，⑤定容时应平视刻度线，至溶液凹液面与刻度线相切；

（2）应该用容量瓶准确确定50mL溶液的体积；

（3）用图示的操作配制溶液，仰视刻度线，会使溶液体积偏大，所配制的溶液浓度将偏小；

（4）根据电荷守恒，（-1×2）+（+1×6）=+x×2，解得，x=2，草酸跟KMnO4反应的离子方程式为：2MnO4－+5H2C2O4+6H＋═2Mn2＋+10CO2↑+8H2O；

（5）滴定时，用高锰酸钾滴定草酸，反应达到终点时的现象为溶液由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色；

（6）血样20.00mL经过上述处理后得到草酸，草酸消耗的消耗的高锰酸钾的物质的量为：0.020mol·L－1×0.012L=2.4×10-4mol，根据反应方程式2MnO4－+5H2C2O4+6H＋═2Mn2＋+10CO2↑+8H2O，及草酸钙的化学式CaC2O4，可知：n（Ca2＋）=n（H2C2O4）=5/2n（MnO4－）=2.5×2.4×10-4mol=6×10-4mol，Ca2＋的质量为：40g·mol－1×6×10-4mol=0.024g，钙离子的浓度为：0.024g/20cm 3=1.2 mg·cm－3。