Question

1．乙二酸（ HOOC-COOH）俗稱草酸，它廣泛分布于植物的莖葉中．為了探究乙二酸的性質(zhì)．某化學興趣小組設(shè)計了如下實驗，試根據(jù)所給信息，回答有關(guān)問題：
I．乙二酸的弱酸性：
查數(shù)據(jù)可知（25℃）：

弱酸	電離常數(shù)	弱酸	電離常數(shù)
H2CO3 （碳酸）	K1=4.4×10-7	H2C2O4 （草酸）	K1=5.4×10-2
	K2=4.7×10-11		K2=5.4×10-5

（1）H₂C₂O₄的電離方程式為H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-、HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-．
（2）向盛有飽和NaHCO₃溶液的試管里加入少量草酸溶液，可觀察到有無色氣泡產(chǎn)生，該反應(yīng)的離子方程式為2HCO₃^-+H₂C₂O₄=C₂O₄^2-+2H₂O+2CO₂↑．
（3）該小組同學將0.1mol•L^-1草酸溶液和0.1mol•L^-1的NaOH等體積混合后，測定反應(yīng)后溶液呈酸性，則所得溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．
（4）為驗證草酸具有弱酸性設(shè)計了下列實驗，其中能達到實驗?zāi)康氖茿D．
A．測0.1mol•L^-1草酸溶液的pH    B．將草酸溶液加入Na₂CO₃溶液中，有CO₂放出
C．將草酸晶體溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色        D．測草酸鈉溶液的pH
Ⅱ．一定溫度下，草酸晶體加水稀釋過程中溶液的導電能力曲線如圖所示：
（1）下列有關(guān)草酸稀釋的說法正確的是A
A．a(chǎn)、b、c三點草酸的電離程度：a＜b＜c
B．a(chǎn)、b、c三點溶液的pH：c＜a＜b
C．用濕潤的pH試紙測量a處溶液的pH，測量結(jié)果偏大
D．a(chǎn)、b、c三點溶液用1mol/L氫氧化鈉溶液中和，消耗氫氧化鈉溶液體積：c＜a＜b
（2）在上述稀釋過程中，始終保持增大趨勢的是BD
A．溶液PH值      B．草酸電離度α      C．c（H⁺）•c（OH^-）       D．C₂O₄^2-個數(shù)
Ⅲ．已知草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽卻難溶于水．查數(shù)據(jù)可知：CaCO₃、CaC₂O₄的溶度積常數(shù)K_sp（25℃）分別為5.0×10^-9、2.5×10^-9，向0.6mol•L^-1Na₂C₂O₄溶液中加入過量CaCO₃固體后，溶液中的c（CO₃^2-）=0.4mol/L．

Answer 1

分析 I．（1）H₂C₂O₄是二元弱酸，在溶液中部分電離，分兩步電離；
（2）草酸的酸性強于碳酸，草酸與NaHCO₃反應(yīng)生成草酸鈉和二氧化碳、水；
（3）二者恰好反應(yīng)生成NaHC₂O₄，混合溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），Na⁺不水解、HC₂O₄^-水解，則c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-），溶液呈酸性說明HC₂O₄^-電離程度大于水解程度，據(jù)此判斷離子濃度大��；
（4）A．測定0.1molL^-1草酸溶液的pH，根據(jù)氫離子濃度和草酸濃度相對大小判斷電解質(zhì)強弱；
B．將草酸溶液加入Na₂CO₃溶液中，有CO₂放出，說明草酸酸性大于碳酸；
C．將草酸晶體溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色，說明草酸具有酸性；
D．測定草酸鈉溶液的pH，根據(jù)溶液酸堿性判斷草酸酸性強弱；
II．（1）A．隨水的增多，酸的電離程度在增大；
B．導電能力越強，離子濃度越大，氫離子濃度越大，pH越��；
C．用濕潤的pH試紙測量酸性的pH，溶液稀釋；
D．a(chǎn)、b、c三點溶液濃度不同，但溶質(zhì)的物質(zhì)的量相同；
（2）隨水的增多，草酸的電離程度在增大；
III．C₂O₄^2-沉淀完全時，令CO₃^2- 的濃度為a mol/L，由碳酸鈣溶度積計算溶液中c（Ca ²⁺ ），進而表示出溶液中C₂O₄^2-的濃度的變化量，平衡時C₂O₄^2-的濃度，由草酸鈣溶度積列方程計算．

解答 解：（1）H₂C₂O₄是二元弱酸，在溶液中部分電離，分兩步電離，其電離方程式為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-、HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
故答案為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-、HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
（2）草酸的酸性強于碳酸，草酸與NaHCO₃反應(yīng)生成草酸鈉和二氧化碳、水，則該反應(yīng)的離子方程式為2HCO₃^-+H₂C₂O₄=C₂O₄^2-+2H₂O+2CO₂↑；
故答案為：2HCO₃^-+H₂C₂O₄=C₂O₄^2-+2H₂O+2CO₂↑；
（3）二者恰好反應(yīng)生成NaHC₂O₄，混合溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），Na⁺不水解、HC₂O₄^-水解，則c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-），溶液呈酸性說明HC₂O₄^-電離程度大于水解程度，所以溶液中c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-），溶液呈酸性則c（OH^-）濃度最小，則溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
（4）A．測定0.1molL^-1草酸溶液的pH，如果溶液中氫離子濃度小于草酸濃度的2倍，就說明草酸部分電離為弱電解質(zhì)，故A正確；
B．將草酸溶液加入Na₂CO₃溶液中，有CO₂放出，說明草酸酸性大于碳酸，但不能說明草酸部分電離，則不能證明草酸是弱酸，故B錯誤；
C．將草酸晶體溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色，說明草酸具有酸性，但不能說明草酸部分電離，所以不能證明草酸是弱酸，故C錯誤；
D．測定草酸鈉溶液的pH，如果草酸鈉是強酸強堿鹽，溶液呈中性，如果草酸鈉是弱酸強堿鹽，溶液呈堿性，所以能證明草酸是否是弱電解質(zhì)，故D正確；
故選：AD；
II．（1）A．隨水的增多，草酸的電離程度在增大，所以a、b、c三點草酸的電離程度：a＜b＜c，故A正確；
B．導電能力越強，離子濃度越大，氫離子濃度越大，pH越小，則a、b、c三點溶液的pH為b＜a＜c，故B錯誤；
C．用濕潤的pH試紙測量酸性的pH，a處溶液溶液稀釋，導電能力增大，pH減小，所以測量結(jié)果偏小，故C錯誤；
D．a(chǎn)、b、c三點溶液濃度不同，但溶質(zhì)的物質(zhì)的量相同，所以a、b、c三點溶液用1mol/L氫氧化鈉溶液中和，消耗氫氧化鈉溶液體積：a=b=c，故D錯誤；
故答案為：A；
（2）隨水的增多，草酸的電離程度在增大，C₂O₄^2-物質(zhì)的量增大，氫離子的物質(zhì)的量增大，氫離子濃度先增大后減小，pH先減小，后增大，溶液中的c（H⁺）•c（OH^-）是常數(shù)，不隨濃度的改變而改變，故BD正確；
故答案為：BD；
III．C₂O₄^2-沉淀完全時，令CO₃^2- 的濃度為a mol/L，由碳酸鈣溶度積可知，溶液中c（Ca ²⁺ ）=$\frac{5×1{0}^{-9}}{a}$mol/L，故C₂O₄^2-的濃度的變化量=（a-$\frac{5×1{0}^{-9}}{a}$）mol/L，平衡時C₂O₄^2-的濃度=0.6mol/L-（a-$\frac{5×1{0}^{-9}}{a}$）mol/L，由草酸鈣溶度積可知：[0.6-（a-$\frac{5×1{0}^{-9}}{a}$）]×$\frac{5×1{0}^{-9}}{a}$=2.5×10^-9，溶液中碳酸根濃度遠大于鈣離子濃度，可以近似為（0.6-a）×$\frac{5×1{0}^{-9}}{a}$=2.5×10^-9，解得a=0.4，
故答案為：0.4mol/L．

點評 本題考查了弱電解質(zhì)的電離、鹽的水解、難溶物的溶解平衡等知識點，注意把握弱電解質(zhì)電離電離平衡的影響因素，明確酸性越強的酸其酸根離子水解程度越小，再結(jié)合溶度積常數(shù)進行計算，難度中等．