Question

13．醫(yī)學(xué)上常用酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液的反應(yīng)來測(cè)定血鈣的含量．回答下列問題：
6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O□
（1）配平以上離子方程式，并在□中填上所需的微粒．
（2）測(cè)定血鈣的含量：取2mL 血液用蒸餾水稀釋后，向其中加入足量（NH₄）₂C₂O₄ 溶液，反應(yīng)生成
CaC₂O₄沉淀，將沉淀用稀硫酸溶解得到H₂C₂O₄ 后，再用KMnO₄ 溶液滴定．稀硫酸溶解CaC₂O4沉淀的化學(xué)方程式是CaC₂O₄（s）+H₂SO₄（aq）═CaSO₄（s）+H₂C₂O₄（aq）．
（3）溶解沉淀時(shí)不能 （“能”或“不能”）使用稀鹽酸．
（4）若消耗了1.0×10^-4 mol•L^-1 的KMnO4 溶液40.00mL，則100mL 該血液中含鈣 g．
（5）醫(yī)學(xué)研究表明，腎結(jié)石主要是由CaC₂O₄[Ksp（CaC₂O₄）=2.3×10^-9]組成的，若血液經(jīng)血小球過濾后，形成的尿液為200mL，其中含有Ca²⁺0.01g．為了使不形成CaC₂O₄ 沉淀，則C₂O₄^2-的最高濃度為1.84×10^-6 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素守恒知，生成物中還含有水，該反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)變?yōu)?2價(jià)、C元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?4價(jià)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；
（2）草酸鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣和草酸；
（3）HCl具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化；
（4）根據(jù)原子守恒得5Ca²⁺---5（NH₄）₂C₂O₄---5CaC₂O₄---5H₂C₂O₄---2KMnO₄，所以得關(guān)系式5Ca²⁺---2KMnO₄，根據(jù)二者之間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算；
（5）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$、c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出鈣離子濃度，然后結(jié)合草酸鈣的溶度積計(jì)算出不形成草酸鈣沉淀時(shí)草酸根離子的最大濃度．

解答 解：（1）根據(jù)元素守恒知，生成物中還含有水，該反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)變?yōu)?2價(jià)、C元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?4價(jià)，其轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為10，所以MnO₄^-、H₂C₂O₄的計(jì)量數(shù)分別是2、5，再結(jié)合原子守恒配平方程式為6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：6；2；5；10；2；8；H₂O；
（2）草酸鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣和草酸，反應(yīng)方程式為：CaC₂O₄（s）+H₂SO₄（aq）═CaSO₄（s）+H₂C₂O₄（aq），
故答案為：CaC₂O₄（s）+H₂SO₄（aq）═CaSO₄（s）+H₂C₂O₄（aq）；
（3）HCl具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而造成誤差，所以不能用鹽酸代替，
故答案為：不能；
（4）根據(jù)原子守恒得5Ca²⁺---5（NH₄）₂C₂O₄---5CaC₂O₄---5H₂C₂O₄---2KMnO₄，所以得關(guān)系式5Ca²⁺---2KMnO₄，設(shè)鈣離子濃度為xmol/L，
5Ca²⁺-----2KMnO₄
5mol       2mol
2.0×10^-3xmol 4.0×10^-6mol 
5mol：2mol=2.0×10^-3xmol：4.0×10^-6mol 
x=$\frac{5mol×4.0×1{0}^{-6}mol}{2.0×1{0}^{-3}mol×2mol}$=5.0×10^-3mol/L，
則100mL溶液中鈣的質(zhì)量為：40g/mol×0.1L×5.0×10^-3mol/L=0.02g，
故答案為：0.02；
（5）0.01g鈣離子的物質(zhì)的量為：$\frac{0.01g}{40g/mol}$=2.5×10^-4mol，鈣離子的濃度為：$\frac{2.5×1{0}^{-4}mol}{0.2L}$=1.25×10^-3mol/L，
根據(jù)Ksp（CaC₂O₄）=c（Ca²⁺）•c（C₂O₄^2-）=2.3×10^-9可知，若要滿足使鈣離子不生成沉淀，則草酸根離子的最大濃度為：$\frac{2.3×1{0}^{-9}}{1.25×1{0}^{-3}}$mol/L=1.84×10^-6mol/L，
故答案為：1.84×10^-6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)含量的測(cè)定、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等，側(cè)重考查基本概念、基本理論，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式，注意有機(jī)物中C元素化合價(jià)的判斷方法，難點(diǎn)是確定（4）中鈣離子和高錳酸鉀之間的關(guān)系．