Question

醫(yī)學上將高錳酸鉀（硫酸酸化）溶液和草酸（H₂C₂O₄）溶液的反應用于測定血鈣的含量．回答下列問題：
（1）該反應中的還原劑是______．
（2）寫出該反應的化學方程式______．
（3）反應轉移了0.4mol電子，則參加反應的H₂SO₄物質的量為______．
（4）測定血鈣的含量的方法是：取2mL血液用蒸餾水稀釋后，向其中加入足量草酸銨晶體[化學式為（NH₄）₂C₂O₄]，反應生成CaC₂O₄沉淀，將沉淀用稀硫酸溶解得到H₂C₂O₄后，再用KMnO₄溶液滴定．
①稀硫酸溶解CaC₂O₄沉淀的化學方程式是______．
②用KMnO₄溶液滴定H₂C₂O₄時，判斷滴定終點的方法是______．
③若消耗了1.0×10^-4mol/L 的KMnO₄溶液20.00mL，則100mL該血液中含鈣______克．

Answer 1

解：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，在硫酸條件下將H₂C₂O₄氧化為CO₂，自身被還原為MnSO₄，反應中草酸是還原劑．
故答案為：H₂C₂O₄．
（2）高錳酸鉀，在硫酸條件下與H₂C₂O₄反應生成硫酸鉀、硫酸錳、CO₂、水，反應方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O．
故答案為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O．
（3）在反應中Mn由+7價被還原到+2價，由方程式2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，2molKMnO₄反應轉移電子為2mol×（7-2）=10mol，轉移10 mol電子時消耗3molH₂SO₄，所以應轉移了0.4 mol電子時，參加反應的H₂SO₄的物質的量為3mol×=0.12 mol．
故答案為：0.12mol．
（4）①稀硫酸與CaC₂O₄沉淀反應生成硫酸鈣與草酸，反應方程式為CaC₂O₄+H₂SO₄═CaSO₄+H₂C₂O₄．
故答案為：CaC₂O₄+H₂SO₄═CaSO₄+H₂C₂O₄．
②高錳酸鉀溶液本身有顏色，為紫色，在開始滴入草酸中時被還原，顏色消失，當達到滴定終點時，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，并保持30s不消失．
故答案為：溶液由無色變?yōu)闇\紫色，并保持30s不消失．
③由CaC₂O₄+H₂SO₄═CaSO₄+H₂C₂O₄、2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O可以得出關系式：5Ca²⁺～2KMnO₄，所以n（Ca²⁺）=2.5n（KMnO₄）=1.0×10^-4mol/L×0.02L×2.5，所以可計算出100 mL該血液中含鈣的質量為：1.0×10^-4mol/L×0.02L×2.5×40g/mol×=0.01g．
故答案為：0.01．
分析：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，在硫酸條件下將H₂C₂O₄氧化為CO₂，自身被還原為MnSO₄，反應中草酸是還原劑．
（2）高錳酸鉀，在硫酸條件下與H₂C₂O₄反應生成硫酸鉀、硫酸錳、CO₂、水．
（3）在反應中Mn由+7價被還原到+2價，由方程式可知轉移10 mol電子時消耗3molH₂SO₄，據此計算．
（4）①利用強酸制備弱酸，稀硫酸與CaC₂O₄沉淀反應生成硫酸鈣與草酸．
②高錳酸鉀溶液本身有顏色，為紫色，在開始滴入草酸中時被還原，顏色消失，當達到滴定終點時，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，溶液應該是由無色變?yōu)闇\紫色．
③利用有關反應的方程式可以得出關系式：5Ca²⁺～2KMnO₄，據此計算．
點評：考查化學方程式書寫、氧化還原反應、滴定應用、化學計算等，難度中等，是對所需知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力．