Question

【題目】草酸(H2C2O4，二元弱酸)與草酸鹽在實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)中都起著重要的作用。

(1)硫酸酸化的KMnO4能與Na2C2O4溶液反應(yīng)生成Mn2+和CO2，該反應(yīng)的離子方程式為__________；

(2)分別使10 mL pH=3的H2C2O4溶液和100 mL pH=4的H2C2O4溶液全部轉(zhuǎn)化為Na2C2O4，所需等濃度的NaOH溶液的體積為V1和V2，則V1_____V2(填“>”“<”或“=”)

(3)常溫下，用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL某未知濃度的H2C2O4溶液，滴定曲線如圖，c點(diǎn)所示溶液中：

①該草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為__________；

②a點(diǎn)所示溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)?/span>_________________；

(4)已知：某溫度時(shí)，Ksp(FeC2O4)=2.0×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.5×10-9。

①此溫度下，CaC2O4飽和溶液的物質(zhì)的量濃度為________；

②此溫度下，向Na2C2O4溶液中加入FeCl2與CaCl2，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，溶液中c(Fe2+)：c(Ca2+)=_____。

Answer 1

【答案】2MnO4-+16H++5C2O42-=2Mn2++10CO2↑+8H2O > 0.054 mol/L c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-) 5×10-5 mol/L 80

【解析】

(1)根據(jù)KMnO4能與熱的經(jīng)硫酸化的Na2C2O4反應(yīng)生成Mn2+和CO2，并利用質(zhì)量守恒定律、電荷守恒、電子守恒來書寫離子反應(yīng)方程式；

(2)相同溫度下，酸的濃度越小其電離程度越大，草酸和堿反應(yīng)消耗堿的物質(zhì)的量與酸的物質(zhì)的量成正比；

(3)①用0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL某未知濃度的H2C2O4溶液，根據(jù)c點(diǎn)離子濃度之間的關(guān)系，得到c點(diǎn)的溶液是草酸鈉的水溶液，根據(jù)滴定原理來計(jì)算；

②a點(diǎn)所示溶液顯示酸性，此時(shí)得到的是草酸氫鈉溶液，據(jù)此回答；

(5)①根據(jù)Ksp的意義結(jié)合物質(zhì)的量濃度公式c=來計(jì)算；

②根據(jù)Ksp表達(dá)式得到溶液中c(Fe2+)：c(Ca2+)等于Ksp(FeC2O4)：Ksp(CaC2O4)，據(jù)此計(jì)算。

由KMnO4能與熱的經(jīng)硫酸化的Na2C2O4反應(yīng)生成MnSO4和CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O，根據(jù)物質(zhì)拆分原則，其離子方程式是：2MnO4-+16H++5C2O42-=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

(2)相同溫度下，酸的濃度越小其電離程度越大，所以pH=3草酸的濃度大于pH=4草酸濃度的10倍，10 mLpH=3的草酸溶液和100 mLpH=4的草酸溶液，前者的物質(zhì)的量大于后者，草酸和堿反應(yīng)消耗堿的物質(zhì)的量與酸的物質(zhì)的量成正比，所以消耗氫氧化鈉體積V1>V2；

(3)①用0.100 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL某未知濃度的H2C2O4溶液，根據(jù)c點(diǎn)離子濃度之間的關(guān)系，得到c點(diǎn)的溶液是草酸鈉的水溶液，草酸和氫氧化鈉之間按照1：2物質(zhì)的量之比進(jìn)行反應(yīng)，所以該草酸溶液的物質(zhì)的量濃度c(H2C2O4)=≈0.054 mol/L；

②c點(diǎn)為Na2C2O4溶液，此時(shí)NaOH溶液的體積是21.60 mL，而a點(diǎn)時(shí)NaOH溶液的體積是10.80 mL，恰好是c點(diǎn)消耗的一半，則a點(diǎn)溶液為NaHC2O4溶液；所示溶液顯示酸性，說明HC2O4-電離程度大于其水解程度，且溶液中同時(shí)存在水電離產(chǎn)生H+，且HC2O4-電離程度遠(yuǎn)大于水的電離程度，則c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)；HC2O4-由于電離、水解消耗，而溶液中Na+不發(fā)生任何變化，鹽電離產(chǎn)生的離子濃度遠(yuǎn)大于其電離產(chǎn)生的微粒濃度，所以c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)，故溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)?/span>c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)；

(4)①已知Ksp(CaC2O4)=2.5×10-9，假設(shè)飽和溶液濃度是x，則根據(jù)溶度積常數(shù)的含義可知Ksp=c(Ca2+)c(C2O42-)=x2=2.5×10-9=25×10-10，所以x=5×10-5 mol/L，溶液的體積是1 L，所溶解的草酸鈣的物質(zhì)的量是5×10-5mol；

②此溫度下，向Na2C2O4溶液中加入FeCl2與CaCl2，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，溶液c(Fe2+)：c(Ca2+)等于Ksp(FeC2O4)：Ksp(CaC2O4)==80。