Question

白菜中含有鈣鐵等元素，某化學小組設計如下方案測定干白菜中鈣元素的質量分數(shù)。首先取10.00g干白菜葉，灼燒得白菜灰粉進行下列實驗：

（1）實驗前要先將干白菜葉樣品高溫灼燒成灰粉，其主要目的是使樣品中的有機物完全分解，使干白菜葉中的鈣、鐵元素溶解完全，灼燒用到的部分儀器有       
A．坩堝 B．蒸發(fā)皿   C．玻璃棒   D．泥三角
（2）寫出從濾液A→沉淀D的離子反應方程式                   。
（3）用KMnO₄標準溶液滴定濾液C：先將濾液C稀釋至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標準溶液滴定，終點時消耗KMnO₄溶液10.00mL。
發(fā)生的反應為：
①滴定的過程中，同學們發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象：向C溶液中加入第一滴KMnO₄溶液時，需要振搖錐形瓶較長時間才能褪色，當溶液褪色后，再滴入KMnO₄溶液，則迅速褪色，直至達到終點；為了加快滴入第一滴KMnO₄溶液時的褪色速度，可采取的方法是      .（選擇合適的選項）
A．適當加熱錐形瓶內溶液   B．在錐形瓶內加少量水
C．在錐形瓶內加適量乙醇    D．在錐形瓶內加入幾滴MnSO₄溶液
②判斷滴定達到終點的方法是                       。
（4）原干白菜葉中鈣元素的質量分數(shù)為                      。
（5）為保證實驗精確度，沉淀D及E需要分別洗滌，并將洗滌液轉移回母液中，試判斷沉淀D已經洗滌干凈的方法是                。如果沉淀E未洗滌，或未將洗滌液轉移回母液，則測得的鈣元素質量分數(shù)     （填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

（共13分）化學反應式或方程式未配平的均扣1分
（1） ACD（2分，少選1個扣1分，有錯選不得分）
（2） Fe^3＋＋3NH₃·H₂O＝Fe(OH)₃↓＋3NH₄⁺（2分，“NH₃·H₂O”寫成“NH₃＋H₂O”不扣分；無“↓”得1分，寫成化學方程式不得分）
（3）① AD （2分，少選1個扣1分，有錯選不得分）
② 滴入最后一滴KMnO₄溶液后，溶液顯紅色且半分鐘內溶液不褪色。（1分，提到“溶液顯紫色”或“紫色”或“紫紅色”或“紅色”即可得分）
（4）4.000%（3分，有效數(shù)字不考慮）
（5）取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加Na₂CO₃溶液，若無沉淀產生，則已洗滌干凈；（2分，試劑1分，結論1分，其他合理方法也給分）
偏高（1分）

試題分析：首先要弄清楚整個鈣元素質量分數(shù)測定的工藝流程。將白菜經過一系列的操作，得到濾液A，濾液A中含有的離子有Fe^3＋、Ca²⁺。加入氨水調解pH=6的目的是將Fe^3＋除去，然后得到濾液B和沉淀D Fe(OH)₃，向濾液B中加入草酸銨，目的是將Ca²⁺沉淀變成草酸鈣，即白色沉淀E。通過測定白色沉淀E的質量來測定白菜中鈣元素的質量分數(shù)。
灼燒干白菜葉所需要的儀器主要有：坩堝，玻璃棒，酒精燈，泥三角。而蒸發(fā)結晶操作采用蒸發(fā)皿。
從濾液A→沉淀D的離子反應方程式為：Fe^3＋＋3NH₃·H₂O＝Fe(OH)₃↓＋3NH₄⁺
濾液C中有過量的草酸銨，通過用高錳酸鉀溶液來測定過量的草酸銨，從而可以得出與Ca²⁺反應的草酸銨，從而計算出鈣離子的含量。
①為了加快滴入第一滴KMnO₄溶液時的褪色速度，即加快反應速度，可以適當?shù)募訜徨F形瓶內的溶液，也可以加入幾滴MnSO₄溶液，因為Mn²⁺有催化該反應速度的作用。
②當反應達到滴定終點時，也就是最后一滴高錳酸鉀溶液滴入，草酸根已經消耗完了，此時溶液由無色變成紫色，并且30s內不褪色，即滴定達到終點。
原干白菜葉中鈣元素的質量分數(shù)的測定。
濾液中過量的n（C₂O₄^2-）=n（MnO₄^-）=×0.1×0.01="0.0025" mol
則與Ca²⁺反應的草酸根n（C₂O₄^2-）==0.01mol
即：n（Ca²⁺）= n（C₂O₄^2-）=0.01mol
w（Ca）==4.000%
（5）判斷沉淀是否洗凈，則要看沉淀上是否附有可溶性的離子，所以取最后一次洗滌的濾液，檢測濾液中是否含有Ca²⁺ 即可。具體操作：取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加Na₂CO₃溶液，若無沉淀產生，則已洗滌干凈。沉淀E為草酸鈣，沉淀上可能附有可溶性離子如：C₂O₄^2-。若未洗滌，則后面用高錳酸鉀溶液滴定濾液中的C₂O₄^2-，則消耗的高錳酸鉀的量偏少，那么與鈣離子反應的草酸根離子的量則偏高，最終測得的白菜葉中的鈣離子的含量偏高。