题目
称取大理石试样 0.2303 g,溶于酸中,调节酸度后加入过量 (NH4)2C2O4 溶液,使 Ca2+ 沉淀为 CaC2O4.过滤、洗净,将沉淀溶于稀 H2SO4 中。溶解后的溶液用浓度为 c15 KMnO4=0.2012 mol⋅L−1 KMnO4 标准溶液滴定,消耗 22.30 mL,计算大理石中 CaCO3 的质量分数。
称取大理石试样 ,溶于酸中,调节酸度后加入过量 溶液,使 沉淀为 .过滤、洗净,将沉淀溶于稀 中。溶解后的溶液用浓度为 标准溶液滴定,消耗 ,计算大理石中 的质量分数。
题目解答
答案
解析
步骤 1:确定反应方程式
在酸性条件下,高锰酸钾(KMnO4)与草酸(C2O4^2-)反应,生成二氧化碳(CO2)、水(H2O)和锰离子(Mn^2+)。反应方程式如下:
\[ 2MnO_4^- + 5C_2O_4^{2-} + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O \]
步骤 2:计算草酸根离子的物质的量
根据高锰酸钾的浓度和体积,可以计算出草酸根离子的物质的量。高锰酸钾的浓度为 0.2012 mol/L,体积为 22.30 mL,即 0.02230 L。
\[ n_{MnO_4^-} = c_{MnO_4^-} \times V_{MnO_4^-} = 0.2012 \times 0.02230 = 0.00449076 \text{ mol} \]
根据反应方程式,每 2 mol 的高锰酸钾对应 5 mol 的草酸根离子,因此:
\[ n_{C_2O_4^{2-}} = \frac{5}{2} \times n_{MnO_4^-} = \frac{5}{2} \times 0.00449076 = 0.0112269 \text{ mol} \]
步骤 3:计算碳酸钙的物质的量
草酸钙(CaC2O4)与碳酸钙(CaCO3)的摩尔比为 1:1,因此草酸根离子的物质的量等于碳酸钙的物质的量。
\[ n_{CaCO_3} = n_{C_2O_4^{2-}} = 0.0112269 \text{ mol} \]
步骤 4:计算碳酸钙的质量
碳酸钙的摩尔质量为 100.09 g/mol,因此碳酸钙的质量为:
\[ m_{CaCO_3} = n_{CaCO_3} \times M_{CaCO_3} = 0.0112269 \times 100.09 = 1.1237 \text{ g} \]
步骤 5:计算碳酸钙的质量分数
大理石试样的质量为 0.2303 g,因此碳酸钙的质量分数为:
\[ \omega_{CaCO_3} = \frac{m_{CaCO_3}}{m_{试样}} \times 100\% = \frac{1.1237}{0.2303} \times 100\% = 97.50\% \]
在酸性条件下,高锰酸钾(KMnO4)与草酸(C2O4^2-)反应,生成二氧化碳(CO2)、水(H2O)和锰离子(Mn^2+)。反应方程式如下:
\[ 2MnO_4^- + 5C_2O_4^{2-} + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O \]
步骤 2:计算草酸根离子的物质的量
根据高锰酸钾的浓度和体积,可以计算出草酸根离子的物质的量。高锰酸钾的浓度为 0.2012 mol/L,体积为 22.30 mL,即 0.02230 L。
\[ n_{MnO_4^-} = c_{MnO_4^-} \times V_{MnO_4^-} = 0.2012 \times 0.02230 = 0.00449076 \text{ mol} \]
根据反应方程式,每 2 mol 的高锰酸钾对应 5 mol 的草酸根离子,因此:
\[ n_{C_2O_4^{2-}} = \frac{5}{2} \times n_{MnO_4^-} = \frac{5}{2} \times 0.00449076 = 0.0112269 \text{ mol} \]
步骤 3:计算碳酸钙的物质的量
草酸钙(CaC2O4)与碳酸钙(CaCO3)的摩尔比为 1:1,因此草酸根离子的物质的量等于碳酸钙的物质的量。
\[ n_{CaCO_3} = n_{C_2O_4^{2-}} = 0.0112269 \text{ mol} \]
步骤 4:计算碳酸钙的质量
碳酸钙的摩尔质量为 100.09 g/mol,因此碳酸钙的质量为:
\[ m_{CaCO_3} = n_{CaCO_3} \times M_{CaCO_3} = 0.0112269 \times 100.09 = 1.1237 \text{ g} \]
步骤 5:计算碳酸钙的质量分数
大理石试样的质量为 0.2303 g,因此碳酸钙的质量分数为:
\[ \omega_{CaCO_3} = \frac{m_{CaCO_3}}{m_{试样}} \times 100\% = \frac{1.1237}{0.2303} \times 100\% = 97.50\% \]