问题 问答题

茶是我国人民喜爱的饮品,其中含有多种有益于人体健康的成分,据测定茶叶中含有450种以上的有机成分与15种以上的元素.某化学研究小组欲探究茶叶中钙元素的含量,设计了探究实验方案如下:(已知茶叶中的铝、铁元素对钙离子的测定有影响)

步骤1:称取500克干燥的茶叶,置于通风橱中,充分灼烧使茶叶灰化,再用研钵磨细后移入烧杯中,然后将200mL 1mol•L-1盐酸加入灰中搅拌、过滤、洗涤.

步骤2:向步骤1所得滤液中逐滴加入稀氢氧化钠溶液,调节溶液的pH为6~7左右,使铝、铁的氢氧化物完全沉淀,再加热煮沸30min,加入7.95g无水碳酸钠,充分搅拌,待沉淀完全后,过滤,洗涤,过滤后得到滤液和沉淀.

步骤3:将步骤2所得的滤液稀释至500mL,取其中的20.00mL溶液以甲基橙作指示剂,用0.1000mol.L-1的HCl标准溶液滴定,终点时消耗盐酸的体积为20.00mL,计算结果.请回答下列问题:

(1)步骤 1中,使茶叶灰化需要三角架、泥三角、酒精喷灯、______、______等仪器.

(2)步骤2中,判断沉淀已经洗涤干净的方法是______.

(3)步骤3中,滴定操作时,眼睛注视______.被滴定的20mL滤液中 CO32-的物质的量为______mol,原茶叶中钙离子的质量分数为______.

答案

(1)高温灼烧物质通常在坩埚内进行,温度很高需要用坩埚钳夹持,故答案为:坩埚;坩埚钳;

(2)步骤2的最终的沉淀会附着碳酸钠、氯化钠等物质,取最后的洗涤液,检验溶液是否含有碳酸根离子(或氯离子),检验方法为:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加CaCl2(或AgNO3)溶液,若无沉淀产生,则已洗净,

故答案为:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加CaCl2(或AgNO3)溶液,若无沉淀产生,则已洗净;

(3)步骤3中,滴定操作时,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化,溶液由黄色变为红色说明滴定到终点;

滴定稀释后滤液20.00mL消耗的n(HCl)=0.02L×0.1000mol.L-1=0.002mol,滴定中发生反应CO32-+2H+=CO2↑+H2O,所以被滴定的20mL滤液中n(CO32-)=0.002mol×

1
2
=0.001mol;

故500mL溶液中n(CO32-)=0.001mol×

500mL
20mL
=0.025mol,参加反应的n(CO32-)=
7.95g
106g/mol
-0.025mol=0.05mol,步骤2中加入的7.95g无水碳酸钠,发生反应CO32-+Ca2+=CaCO3↓,由方程式可知500克干燥的茶叶含有钙元素的质量为0.05mol×40g/mol=2g,原茶叶中钙离子的质量分数为
2g
500g
×100%=0.4%.

故答案为:锥形瓶内溶液颜色变化; 0.001;0.4%.

单项选择题
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