Question

某同學(xué)從報(bào)刊上了解到菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽，決定用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一事實(shí)并檢測(cè)草酸鹽含量．進(jìn)一步查閱資料得知，草酸（H₂C₂O₄）是酸性強(qiáng)于醋酸的二元有機(jī)酸，還是一種還原性較強(qiáng)的物質(zhì)，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：CaC₂O₄+2H⁺=H₂C₂O₄+Ca²⁺．
（1）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：1mol?L^-1H2SO₄、1mol?L^-1HCl、0.1mol?L^-1NaOH、1mol?L^-1CaCl₂、0.01mol?L^-1KMnO₄、澄清石灰水．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：將菠菜研磨后，浸泡、過濾得到澄清待測(cè)溶液．
步驟2：調(diào)節(jié)溶液至弱堿性，滴加足量CaCl2溶液．	出現(xiàn)白色沉淀，說明菠菜中可能含有草酸鹽和碳酸鹽．
步驟3：取步驟2的沉淀于試管中，______	______
步驟4：______	______

（2）要準(zhǔn)確測(cè)定菠菜中草酸鹽含量，請(qǐng)回答有關(guān)問題：
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，用鹽酸溶解后，將溶液轉(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-）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）
③討論：用標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、過濾得到的溶液，結(jié)果可能偏高，原因是______．

Answer 1

解：（1）步驟3：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，說明菠菜中含有碳酸鹽；
步驟4：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3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，說明菠菜中含有草酸鹽，
故答案是：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟3：加入足量1 mol?L-1 HCl，將產(chǎn)生的氣體通入足量澄清石灰水中．	沉淀溶解，澄清石灰水變渾濁，說明菠菜中含有碳酸鹽．
步驟4：向步驟3得到的溶液中滴加幾滴0.01 mol?L-1 KMnO4	溶液紫紅色褪去，說明菠菜中含有草酸鹽．

（2）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根據(jù)反應(yīng)2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，找出關(guān)系式：5C₂O₄^2-～2KMnO₄，
菠菜中草酸鹽（以C₂O₄^2-）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=×100%，

故答案是：×100%；
③用標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、過濾得到的溶液，結(jié)果可能偏高，若是菠菜中含有能夠和高錳酸鉀溶液反應(yīng)的物質(zhì)，會(huì)使結(jié)果偏高，
故答案是：菠菜中還含有其他還原性物質(zhì)，能與KMnO₄反應(yīng)．
分析：（1）步驟3驗(yàn)證沉淀中是否含有碳酸鹽沉淀，選用鹽酸不能使用硫酸；用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳?xì)怏w，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明碳酸鹽的存在；
步驟4利用草酸的還原性，加入高錳酸鉀溶液進(jìn)行驗(yàn)證，高錳酸鉀褪色證明菠菜中含有草酸鹽；
（2）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)；
③根據(jù)結(jié)果偏高，可能是消耗的高錳酸鉀溶液偏大引起的進(jìn)行分析．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了菠菜組成及含量的測(cè)定，將化學(xué)與社會(huì)實(shí)際聯(lián)系在一起，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力，本題難度稍大．