Question

【題目】茶葉中含有多種有益于人體健康的有機成分及鈣、鐵等微量金屬元素，某化學研究性學習小組設計方案測定某品牌茶葉中鈣元素的質量分數，并檢驗鐵元素的存在（已知CaC2O4為白色沉淀物質）。首先取200g 茶葉樣品焙燒得灰粉后進行如圖6操作:

請回答下列有關問題:

(1) 實驗前要先將茶葉樣品高溫灼燒成灰粉，其主要目的_________。

(2) 文獻資料顯示，某些金屬離子的氫氧化物完全沉淀的pH 為:

離子	Ca2+	Fe3+
完全沉淀時的pH	13	4.1

寫出從濾液A→沉淀D的離子反應方程式_________。

(3) 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，判斷沉淀D已經洗滌干凈的方法是_________。

(4) 用KMnO4標準溶液滴定C溶液時所發生的反應為:5C2O42- +2MnO4- +16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。現將濾液C 稀釋至500mL，再取其中的25.00mL溶液，用硫酸酸化后，用0.1000mol/L的KMnO4標準溶液滴定，終點時消耗KMnO4溶液10.00mL。

①此步操作過程中KMnO4標準溶液應裝在_________中(填寫儀器名稱)。

②滴定到終點，現象_________，靜置后，若終了俯視讀取KMnO4標準溶液的體積，則測定的鈣元素含量將_________ (填“偏高“偏低”或“無影響”)。

(5) 原茶葉中鈣元素的質量分數為_________。

Answer 1

【答案】 使樣品中的有機物充分反應，有利于提高浸出率 Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ 向最后一次洗滌液中，滴加碳酸鈉溶液，若無沉淀產生，則已洗凈 酸式滴定管 溶液由無色恰好變成紅色，且半分鐘內不褪色 偏高 0.3%

【解析】試題分析：本題考查物質含量的測定，基本實驗操作、誤差分析和計算。

（1）茶葉中含有多種有益于人體健康的有機成分，實驗前將茶葉樣品高溫灼燒成灰粉可使樣品中的有機物充分反應，變成粉末，增大接觸面積，有利于后續實驗中提高金屬元素的浸取率。

（2）茶葉灰粉加3mol/LH2SO4浸取后的濾液A中含Fe3+、Ca2+，滴加氨水調節pH=6，根據表中Ca2+、Fe3+完全沉淀的pH值，從濾液A→沉淀D是將Fe3+完全轉化為Fe（OH）3沉淀，離子反應方程式為：Fe3++3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+。

（3）沉淀D上吸附的可溶物中含Ca2+等，要判斷沉淀D洗滌干凈即檢驗洗滌液中不含Ca2+，用Na2CO3溶液檢驗Ca2+。實驗方法是：向最后一次洗滌液中，滴加碳酸鈉溶液，若無沉淀產生，則已洗凈。

（4）①KMnO4溶液具有強氧化性，能腐蝕橡皮管，KMnO4標準溶液不能盛放在堿式滴定管中，應盛放在酸式滴定管中。

②由于KMnO4溶液本身呈紫紅色，滴定中不需要加指示劑，滴定到終點的現象是：溶液由無色恰好變成紅色，且半分鐘內不褪色。若終了俯視讀取KMnO4標準溶液的體積，消耗KMnO4溶液的體積偏小，與KMnO4反應的（NH4）2C2O4偏小，則與Ca2+形成沉淀的（NH4）2C2O4偏大，測定的鈣元素含量將偏高。

（5）實驗中消耗的n（KMnO4）=0.1000mol/L0.01L=10-3mol，根據反應：5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，25.00mL溶液中n（C2O42-）=n（KMnO4）=2.510-3mol；濾液C中n（C2O42-）=2.510-3mol=0.05mol；與Ca2+反應的n（C2O42-）=-0.05mol=0.015mol，n（Ca2+）=0.015mol，茶葉中鈣元素的質量分數為100%=0.3%。