Question

11．草酸（H₂C₂O₄）是生物體的一種代謝產物，廣泛分布在植物、動物和真菌體中，并在不同的生命體中發(fā)揮不同的功能，由于草酸可降低礦質元素的生物利用率，在人體中容易與鈣離子形成草酸鈣導致腎結石，所以草酸往往被認為是一種礦質元素吸收利用的拮抗物．草酸易溶于水，屬于二元中強酸．
（1）草酸的二級電離方程式為HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-．
（2）向盛有1mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入過量草酸溶液，觀察到有無色氣泡產生，該反應的離子方程式為HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O，由此說明草酸酸性比碳酸強．
（3）取某濃度的草酸溶液25.00mL，逐滴滴加到20.00mL 0.1000mol/L的酸性高錳酸鉀溶液中，溶液恰好褪為無色．由此說明草酸具有還原性，此草酸溶液的濃度為0.2mol/L．
（4）為了測定血液中鈣離子的含量，取5毫升血液樣品，稀釋成50毫升，從中取出20毫升，加入過量草酸鉀（K₂C₂O₄）溶液，使鈣離子完全轉化成草酸鈣沉淀．濾出并洗凈所得草酸鈣沉淀，用過量稀硫酸溶解，生成草酸和硫酸鈣稀溶液．往溶液中加入10毫升0.0020mol/L的KMnO₄溶液，使草酸完全被氧化，再加入0.010mol/L的FeSO₄溶液8.9毫升，溶液紫紅色剛好褪去．則血樣中鈣離子的含量為0.011g（以100毫升血液中含鈣離子多少克表示）．

Answer 1

分析 （1）H₂C₂O₄屬于二元弱酸，在水中分兩步電離；
（2）草酸與NaHCO₃反應生成草酸氫鈉和二氧化碳、水；
（3）草酸能與強氧化劑高錳酸鉀反應，說明草酸具有還原性；根據2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O計算；
（4）根據方程式MnO₄^-+8H⁺+5Fe²⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O計算過量的KMnO₄的物質的量，從而得到與H₂C₂O₄反應的KMnO₄的物質的量，然后根據2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O求出n（CaC₂O₄）=n（H₂C₂O₄）=n（Ca²⁺），帶入m=nM計算質量．

解答 解：（1）H₂C₂O₄屬于二元弱酸，在水中分兩步電離，其二級電離方程式為HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
故答案為：HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
（2）向盛有1mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入過量草酸溶液，草酸與NaHCO₃反應生成草酸氫鈉和二氧化碳、水，其反應的離子方程式為：HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O，由強酸制弱酸原理可知，草酸的酸性比碳酸強；
故答案為：HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O；強；
（3）草酸能與強氧化劑高錳酸鉀反應，說明草酸具有還原性；已知2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O，則n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$V（KMnO₄）•c（KMnO₄）=$\frac{5}{2}$×0.1000mol•L^-1×0.0200L=0.005mol，則草酸的濃度為$\frac{0.005mol}{0.025L}$=0.2mol/L；
故答案為：還原性；0.2mol/L；
（4）KMnO₄的總物質的量為：0.0020 mol•L^-1×10×10^-3L=2.0×10^-5 mol，
由方程式MnO₄^-+8H⁺+5Fe²⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O可知，FeSO₄溶液滴定消耗的過量的KMnO₄的物質的量為：0.010 mol•L^-1×8.9×10^-3L×$\frac{1}{5}$=1.78×10^-5 mol，
與H₂C₂O₄反應的KMnO₄的量為：2×10^-5 mol-1.78×10^-5 mol=2.2×10^-6 mol，
n（H₂C₂O₄）=2.2×10^-6 mol×$\frac{5}{2}$=5.5×10^-6 mol，n（CaC₂O₄）=5.5×10^-6 mol，
所以100 mL血樣中Ca²⁺的含量為：5.5×10^-6 mol×40 g•mol^-1×$\frac{50mL}{20mL}$×$\frac{100mL}{5mL}$=0.011g，
故答案為：0.011g．

點評 本題考查了弱電解質的電離、氧化還原滴定原理、酸堿混合的計算，難度中等，理解實驗原理、電離平衡常數的計算即可解答，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與運用知識分析問題、解決問題的能力．