题目

题型：不详难度：来源：

白菜中含有钙铁等元素，某化学小组设计如下方案测定干白菜中钙元素的质量分数。首先取10.00g干白菜叶，灼烧得白菜灰粉进行下列实验：

（1）实验前要先将干白菜叶样品高温灼烧成灰粉，其主要目的是使样品中的有机物完全分解，使干白菜叶中的钙、铁元素溶解完全，灼烧用到的部分仪器有       
A．坩埚 B．蒸发皿   C．玻璃棒   D．泥三角
（2）写出从滤液A→沉淀D的离子反应方程式                   。
（3）用KMnO₄标准溶液滴定滤液C：先将滤液C稀释至500 mL，再取其中的25．00 mL溶液，用硫酸酸化后，用0.100 0 mol·L^-1’的KMnO₄标准溶液滴定，终点时消耗KMnO₄溶液10.00mL。
发生的反应为：
①滴定的过程中，同学们发现一个现象：向C溶液中加入第一滴KMnO₄溶液时，需要振摇锥形瓶较长时间才能褪色，当溶液褪色后，再滴入KMnO₄溶液，则迅速褪色，直至达到终点；为了加快滴入第一滴KMnO₄溶液时的褪色速度，可采取的方法是      .（选择合适的选项）
A．适当加热锥形瓶内溶液   B．在锥形瓶内加少量水
C．在锥形瓶内加适量乙醇    D．在锥形瓶内加入几滴MnSO₄溶液
②判断滴定达到终点的方法是                       。
（4）原干白菜叶中钙元素的质量分数为                      。
（5）为保证实验精确度，沉淀D及E需要分别洗涤，并将洗涤液转移回母液中，试判断沉淀D已经洗涤干净的方法是                。如果沉淀E未洗涤，或未将洗涤液转移回母液，则测得的钙元素质量分数     （填“偏高”“偏低”或“无影响”）。

答案

（共13分）化学反应式或方程式未配平的均扣1分
（1） ACD（2分，少选1个扣1分，有错选不得分）
（2） Fe^3＋＋3NH₃·H₂O＝Fe(OH)₃↓＋3NH₄⁺（2分，“NH₃·H₂O”写成“NH₃＋H₂O”不扣分；无“↓”得1分，写成化学方程式不得分）
（3）① AD （2分，少选1个扣1分，有错选不得分）
② 滴入最后一滴KMnO₄溶液后，溶液显红色且半分钟内溶液不褪色。（1分，提到“溶液显紫色”或“紫色”或“紫红色”或“红色”即可得分）
（4）4.000%（3分，有效数字不考虑）
（5）取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加Na₂CO₃溶液，若无沉淀产生，则已洗涤干净；（2分，试剂1分，结论1分，其他合理方法也给分）
偏高（1分）

解析

试题分析：首先要弄清楚整个钙元素质量分数测定的工艺流程。将白菜经过一系列的操作，得到滤液A，滤液A中含有的离子有Fe^3＋、Ca²⁺。加入氨水调解pH=6的目的是将Fe^3＋除去，然后得到滤液B和沉淀D Fe(OH)₃，向滤液B中加入草酸铵，目的是将Ca²⁺沉淀变成草酸钙，即白色沉淀E。通过测定白色沉淀E的质量来测定白菜中钙元素的质量分数。
灼烧干白菜叶所需要的仪器主要有：坩埚，玻璃棒，酒精灯，泥三角。而蒸发结晶操作采用蒸发皿。
从滤液A→沉淀D的离子反应方程式为：Fe^3＋＋3NH₃·H₂O＝Fe(OH)₃↓＋3NH₄⁺
滤液C中有过量的草酸铵，通过用高锰酸钾溶液来测定过量的草酸铵，从而可以得出与Ca²⁺反应的草酸铵，从而计算出钙离子的含量。
①为了加快滴入第一滴KMnO₄溶液时的褪色速度，即加快反应速度，可以适当的加热锥形瓶内的溶液，也可以加入几滴MnSO₄溶液，因为Mn²⁺有催化该反应速度的作用。
②当反应达到滴定终点时，也就是最后一滴高锰酸钾溶液滴入，草酸根已经消耗完了，此时溶液由无色变成紫色，并且30s内不褪色，即滴定达到终点。
原干白菜叶中钙元素的质量分数的测定。
滤液中过量的n（C₂O₄^2-）=n（MnO₄^-）=×0.1×0.01="0.0025" mol
则与Ca²⁺反应的草酸根n（C₂O₄^2-）==0.01mol
即：n（Ca²⁺）= n（C₂O₄^2-）=0.01mol
w（Ca）==4.000%
（5）判断沉淀是否洗净，则要看沉淀上是否附有可溶性的离子，所以取最后一次洗涤的滤液，检测滤液中是否含有Ca²⁺ 即可。具体操作：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加Na₂CO₃溶液，若无沉淀产生，则已洗涤干净。沉淀E为草酸钙，沉淀上可能附有可溶性离子如：C₂O₄^2-。若未洗涤，则后面用高锰酸钾溶液滴定滤液中的C₂O₄^2-，则消耗的高锰酸钾的量偏少，那么与钙离子反应的草酸根离子的量则偏高，最终测得的白菜叶中的钙离子的含量偏高。