Question

某同學(xué)從網(wǎng)絡(luò)上了解到菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽，想用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一事實(shí)并檢測(cè)草酸鹽含量．查閱資料得知：草酸（H₂C₂O₄）是酸性強(qiáng)于醋酸的二元有機(jī)酸，并具有較強(qiáng)的還原性．如2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，草酸鈣（CaC₂O₄）不溶于水和醋酸，能溶于強(qiáng)酸．
（1）該學(xué)生將菠菜研磨成汁、熱水浸泡、過(guò)濾得到澄清溶液A，分析實(shí)驗(yàn)中不能使用灼燒、浸取的方法從菠菜中分離草酸鹽的原因：

 

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（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證菠菜中含有草酸鹽和碳酸鹽，補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．
限選試劑：0.1mol?L^-1 H₂SO₄、0.1mol?L^-1 HCl、0.1mol?L^-1 NaOH、1mol?L^-1 CaCl₂、0.01mol?L^-1 KMnO₄、澄清石灰水．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：調(diào)節(jié)溶液A至弱堿性，滴加足量CaCl2溶液．	出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明菠菜中   ．
步驟2：取步驟1的沉淀于試管中，加入足量   ，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中．
步驟3：向步驟2得到的溶液中滴加幾滴   ．

（3）欲準(zhǔn)確測(cè)定菠菜中草酸鹽含量，回答有關(guān)問(wèn)題：
①操作：取m g菠菜樣品，將其中草酸鹽轉(zhuǎn)化為CaC₂O₄沉淀分離出來(lái)，用鹽酸溶解后，溶液轉(zhuǎn)入

 

中加水配制成100mL溶液．每次用

 

移取25.00mL該溶液，用0.0100mol?L^-1KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL．
②計(jì)算：菠菜中草酸鹽（以C₂O₄^2-計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（只列式不計(jì)算．C₂O₄^2-的化學(xué)式量為88）

 

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Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)草酸的不穩(wěn)定性和還原性分析；
（2）草酸鈣和碳酸鈣均為不溶于水的白色固體，步驟1中出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明菠菜中至少含有C₂O₄^2-、CO₃^2-中的一種或兩種皆有；步驟2的目的是驗(yàn)證菠菜中含有碳酸鹽，選用稀鹽酸溶解沉淀，方法是：加入足量0.1 mol?L^-1 HCl，將產(chǎn)生的氣體通入足量澄清石灰水中，現(xiàn)象是沉淀溶解，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明菠菜中含有碳酸鹽；步驟3操作目的是驗(yàn)證草酸鹽的存在，利用草酸鹽具有還原性，方法是；向步驟2得到的溶液中滴加幾滴0.01 mol?L^-1 KMnO₄，現(xiàn)象是溶液紫紅色褪去，說(shuō)明菠菜中含有草酸鹽；
（3）①配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液用到容量瓶；草酸顯示酸性，需要使用酸式滴定管量取草酸溶液；
②根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出草酸的物質(zhì)的量，再求出菠菜樣品中草酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）草酸具有不穩(wěn)定性，受熱易分解，草酸具有還原性，易被氧化劑氧化，故分析實(shí)驗(yàn)中不能使用灼燒、浸取的方法從菠菜中分離草酸鹽，
故答案為：草酸具有較強(qiáng)的還原性，灼燒時(shí)不能穩(wěn)定存在；
（2）草酸鈣和碳酸鈣均為不溶于水的白色固體，步驟1中出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明菠菜中至少含有C₂O₄^2-、CO₃^2-中的一種或兩種皆有；步驟2的目的是驗(yàn)證菠菜中含有碳酸鹽，選用稀鹽酸溶解沉淀，方法是：加入足量0.1 mol?L^-1 HCl，將產(chǎn)生的氣體通入足量澄清石灰水中，現(xiàn)象是沉淀溶解，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明菠菜中含有碳酸鹽；步驟3操作目的是驗(yàn)證草酸鹽的存在，利用草酸鹽具有還原性，方法是；向步驟2得到的溶液中滴加幾滴0.01 mol?L^-1 KMnO₄，現(xiàn)象是溶液紫紅色褪去，說(shuō)明菠菜中含有草酸鹽，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：調(diào)節(jié)溶液A至弱堿性，滴加足量CaCl2溶液．	出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明菠菜中 至少含有C2O42-、CO32-中的一種或兩種皆有．
步驟2：取步驟1的沉淀于試管中，加入足量 0.1 mol?L-1 HCl，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中．	澄清石灰水變渾濁，說(shuō)有菠菜中含有CO32-
步驟3：向步驟2得到的溶液中滴加幾滴 0.01 mol?L-1 KMnO4．	高錳酸鉀紫色褪去，說(shuō)明菠菜中含有C2O42-

（3）①配制100mL溶液需要100mL容量瓶；草酸（H₂C₂O₄）是酸性強(qiáng)于醋酸的二元有機(jī)酸，量取草酸溶液選用酸式滴定管，
故答案是：100mL容量瓶； 酸式滴定管；
②取m g菠菜樣品，將其中草酸鹽轉(zhuǎn)化為 CaC₂O₄ 沉淀分離出來(lái)，用鹽酸溶解后，溶液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中加水配制成100mL溶液．每次移取25.00mL該溶液，用0.0100mol?L^-1KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，依據(jù)反應(yīng)的離子方程式計(jì)算草酸物質(zhì)的量為x：
    5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
     5        2
     x      0.0100mol/L×V×10^-3L
x=

5×0.0100mol/L×V×10-3L

2

菠菜中草酸鹽（以C₂O₄^2-）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

0.0100mol/L×V×10-3L×5×100mL×88g/mol

2×25mL×mg

×100%；  
故答案是：

0.0100mol/L×V×10-3L×5×100mL×88g/mol

2×25mL×mg

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析判斷，定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)用，掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．