Question

8．草酸（H₂C₂O₄，二元酸弱）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）Na₂C₂O₄溶液顯堿性，請(qǐng)用離子方程式解釋原因C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-．
（2）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2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（3）分別使10mLpH=3的H₂C₂O₄溶液和100mLpH=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“=”）
（4）常溫下，用0.100mol/L NaOH溶液滴定20.00mL某未知濃度的H₂C₂O₄溶液，滴定曲線如圖，c點(diǎn)所示溶液中：
2c（C₂O${\;}_{4}^{2-}$）+2c（HC₂O${\;}_{4}^{-}$）+2c（H₂C₂O₄）=c（Na⁺）
①該草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為0.11mol/L
②a點(diǎn)所示溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏（C₂O₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（OH^-）
（5）已知：某溫度時(shí)，K_sp（FeC₂O₄）=2.0×10^-7，K_sp（CaC₂O₄）=2.5×10^-9
①此溫度下，CaC₂O₄飽和溶液的物質(zhì)的量濃度為5×10^-5mol/L
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（Fe^2-）：c（Ca^2-）

Answer 1

分析 （1）草酸鈉（Na₂C₂O₄）溶液顯堿性是草酸根離子水解導(dǎo)致；
（2）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、電荷守恒來(lái)書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式；
（3）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；
（4）①用0.100mol/L NaOH溶液滴定20.00mL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(lái)計(jì)算；
②a點(diǎn)所示溶液顯示酸性，此時(shí)草酸剩余，得到的是草酸和草酸鈉的混合物，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=$\frac{n}{V}$來(lái)計(jì)算；
②根據(jù)Ksp表達(dá)式得到溶液中c（Fe^2-）：c（Ca^2-）等于K_sp（FeC₂O₄）：K_sp（CaC₂O₄），據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）草酸鈉（Na₂C₂O₄）溶液顯堿性是草酸根離子水解導(dǎo)致，水解方程式為：C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-，故答案為：C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-；
（2）由KMnO₄能與熱的經(jīng)硫酸化的Na₂C₂O₄反應(yīng)生成Mn²⁺和CO₂，則反應(yīng)為2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ =K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，離子方程式是：2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）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，10mLpH=3的草酸溶液和100mLpH=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；故答案為：＞；
（4）①用0.100mol/L NaOH溶液滴定20.00mL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)的量濃度為$\frac{0.100mol/L×21.6mL}{20.00mL}$≈0.11mol/L，故答案為：0.11mol/L；
②a點(diǎn)所示溶液顯示酸性，此時(shí)草酸剩余，得到的是草酸和草酸鈉的混合物，各離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏（C₂O₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（OH^-），故答案為：c（C₂O₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（OH^-）；
（5）①已知K_sp（CaC₂O₄）=2.5×10^-9，假設(shè)溶液的體積是1L，所以溶解的草酸鈣的物質(zhì)的量是5×10^-5mol，物質(zhì)的量濃度c=$\frac{n}{V}$=5×10^-5mol/L，故答案為：5×10^-5mol/L；
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（Fe^2-）：c（Ca^2-）=K_sp（FeC₂O₄）：K_sp（CaC₂O₄）=$\frac{2.0×1{0}^{-7}}{2.5×1{0}^{-9}}$=80，故答案為：80．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生鹽的水解原理的應(yīng)用以及沉淀溶解平衡的有關(guān)計(jì)算知識(shí)，注意知識(shí)的遷移應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度中等．