Question

【題目】已知：乙二酸俗稱草酸（結構簡式為HOOC—COOH，可簡寫為H2C2O4)。25℃時，草酸的電離平衡常數(shù)為K1=5.0×10-2，K2=5.4×10-5；碳酸（H2CO3）的電離平衡常數(shù)為K1=4.5×10-7，K2= 4.7×10-11。草酸鈣的Ksp=4.0×10-8，碳酸鈣的Ksp=2.5×10-9。回答下列問題：

（1）相同條件下等物質的量濃度的Na2C2O4溶液的pH比Na2CO3溶液的pH_____ （填“大”、“小”或“相等”）；

（2）常溫下將20 mL 0.4 mol/L的KOH溶液與20 mL 0.2 mol/L的草酸溶液混合，則混合后溶液中陰離子濃度的大小順序為_______________________；

（3）25℃時向20 mL碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol/L的草酸鉀溶液20 mL，能否產(chǎn)生沉淀________（填“能”或“不能”）.

（4）酸性KMnO4溶液能與草酸（H2C2O4）溶液反應，某探究小組利用反應過程中溶液紫色消失快慢的方法來研究影響反應速率的因素。

Ⅰ.實驗前首先用濃度為0.1000molL-1酸性KMnO4標準溶液滴定未知濃度的草酸。

①高錳酸鉀溶液常用______（填“稀硫酸”、“稀硝酸”、“稀鹽酸”）酸化，寫出滴定過程中發(fā)生反應的離子方程式 _____________________________。

②滴定過程中操作滴定管的圖示正確的是 ______________（填編號）。

①判斷滴定終點的方法是：_________________________________________。

②若配制酸性KMnO4標準溶液時,俯視容量瓶的刻度線，會使測得的草酸溶液濃度________（填“偏高”或“偏低”或“不變”）。

Ⅱ.通過滴定實驗得到草酸溶液的濃度為0.2000mol·L-1 。用該草酸溶液按下表進行后續(xù)實驗（每次實驗草酸溶液的用量均為8mL）。

實驗編號	溫 度（℃）	催化劑用量(g)	酸性高錳酸鉀溶液		實驗目的 a.實驗1和2探究 b.實驗1 和3 探究反應物濃度對該反應速率的影響； c.實驗1 和4 探究催化劑對該反應速率的影響。
			體積（mL）	濃度 (molL-1)
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

①寫出表中a 對應的實驗目的_______________________；

②該小組同學對實驗1和3分別進行了三次實驗，測得以下實驗數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計時）：

實驗編號	溶液褪色所需時間（min）
	第1 次	第2 次	第3 次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述數(shù)據(jù)后得出“當其它條件相同時，酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小，褪色時間就越短，即反應速率就越快”的結論。某同學認為該小組“探究反應物濃度對速率影響”的實驗方案設計中存在問題，從而得到了錯誤的實驗結論，請簡述改進的實驗方案________。

Answer 1

【答案】 小 c (C2O42-) > c (OH-) >c (HC2O4-) 不能 稀硫酸 6H++2MnO4-+5H2C2O4 = 10CO2↑+2Mn2++8H2O A 當?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝愿咤i酸鉀溶液，溶液恰好由無色變?yōu)樽霞t色且半分鐘內不變色 偏低 探究溫度對該反應速率的影響 其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應，測量溶液褪色時間

【解析】（1）草酸的第二步電離平衡常數(shù)大于碳酸的第二步電離平衡常數(shù)，電離平衡常數(shù)越小，其酸根離子的水解程度越大，所以碳酸根離子的水解程度大于草酸根離子，導致草酸鈉的pH小于碳酸鈉；（2）常溫下，0.4mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL恰好反應生成草酸鈉，醋酸根離子易水解而使其溶液呈堿性，但第一步水解大于第二步，兩步水解都生成氫氧根離子，所以溶液中陰離子濃度大小順序是c (C2O42-) > c (OH-) >c (HC2O4-)；（3）碳酸鈣溶液中鈣離子濃度=mol/L=5×10-5mol/L，二者混合后，鈣離子濃度=2.5×10-5mol/L，草酸鉀的濃度為4.0×10-4 mol/L，混合后c(Ca2+)c(C2O42-)=2.5×10-5 ×4.0×10-4=1×10-8＜Ksp（4.0×10-8），故不能產(chǎn)生沉淀；Ⅰ. ①高錳酸鉀溶液常用稀硫酸酸化，草酸（H2C2O4）溶液與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為Mn2+ ，離子方程式為：6H++2MnO4-+5H2C2O4 = 10CO2↑+2Mn2++8H2O；②酸性高錳酸鉀氧化性強，所以在該實驗中選擇酸式滴定管，滴定時用左手的大拇指、食指、中指旋轉滴定管的旋塞，所以答案選A；③判斷滴定終點的方法是：當?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝愿咤i酸鉀溶液，溶液恰好由無色變?yōu)樽霞t色且半分鐘內不變色；④若配制酸性KMnO4標準溶液時，俯視容量瓶的刻度線，則所加蒸餾水偏少，標準溶液的濃度偏高，滴定時消耗的標準溶液體積偏少，會使測得的草酸溶液濃度偏低；Ⅱ. ①由于a點對應的其它條件都相同，只有溫度不同，因此表中a 對應的實驗目的是探究溫度不同對反應速率的影響；②甲同學改進的實驗方案是其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應，測量溶液褪色時間。溶液褪色時間越短，則反應速率越快。