Question

3．碳酸和乙二酸（簡(jiǎn)寫為H₂C₂O₄，俗稱草酸）都是重要的二元酸．碳酸：H₂CO₃，K_i1=4.3×10^-7，K_i2=5.6×10^-11草酸：H₂C₂O₄，K_i1=5.9×10^-2，K_i2=6.4×10^-5
（1）若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合，溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是AC．（選填編號(hào)）
A．c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）       B．c（HCO₃^-）＞c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-）＞c（CO₃^2-）
C．c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-）＞c（CO₃^2-）       D．c（H₂CO₃）＞c（HCO₃^-）＞c（HC₂O₄^-）＞c（CO₃^2-）
（2）人體血液中的碳酸和碳酸氫鹽存在平衡：H⁺+HCO₃^-?H₂CO₃，當(dāng)有少量酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中時(shí)，血液的pH變化不大，用平衡移動(dòng)原理解釋上述現(xiàn)象當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向右移動(dòng)，使H⁺濃度變化較小，血液中的pH基本不變；當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向左移動(dòng)，使H⁺濃度變化較小，血液的pH基本不變
（3）為了測(cè)定含有H₂C₂O₄•2H₂O、KHC₂O₄和K₂SO₄的試樣中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
㈠稱取6.0g試樣，加水溶解，配成250mL試樣溶液．
㈡用酸式滴定管量取25.00mL試樣溶液放入錐形瓶中，并加入2～3滴酚酞試液，用0.2500mol/LNaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00mL．
㈢再取25.00mL試樣溶液放入另一錐形瓶中，用0.1000mol/L的酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗高錳酸鉀溶液16.00mL．
回答下列問(wèn)題：
①步驟㈢中判斷滴定終點(diǎn)的方法是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝愿咤i酸鉀溶液時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色（或紫色、紫紅色），且半分鐘內(nèi)不褪色．
②步驟㈡中量取試樣溶液時(shí)，酸式滴定管用蒸餾水洗過(guò)后沒有潤(rùn)洗，則測(cè)得的H₂C₂O₄•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小．（填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）
③原6.0g試樣中H₂C₂O₄•2H₂O的物質(zhì)的量為0.01mol．

Answer 1

分析 （1）草酸的二級(jí)電離常數(shù)均大于碳酸的，所以草酸的電離程度大于碳酸，且碳酸以第一步電離為主，因此溶液中[H⁺]＞[HC₂O₄^-]＞[C₂O₄^2-]＞[HCO₃^-]＞[CO₃^2-]；
（2）根據(jù)平衡可知當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向右移動(dòng)，使H⁺濃度變化較小，血液中的pH基本不變；當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向左移動(dòng)，使H⁺濃度變化較小，血液的pH基本不變；
（3）①原溶液無(wú)色，KMnO₄為紫紅色，當(dāng)溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反應(yīng)完全時(shí)，溶液呈紫紅色且半分鐘顏色不變；
②步驟二中量取試樣溶液時(shí)，酸式滴定管用蒸餾水洗過(guò)后沒有潤(rùn)洗，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)溶液氫氧化鈉的體積增大，測(cè)定、KHC₂O₄的含量增大，草酸含量減��；
③令H₂C₂O₄、KHC₂O₄的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)①②中計(jì)算結(jié)果列方程計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算原樣品中各自質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答 解：（1）草酸的二級(jí)電離常數(shù)均大于碳酸的，所以草酸的電離程度大于碳酸，且碳酸以第一步電離為主，因此溶液中[H⁺]＞[HC₂O₄^-]＞[C₂O₄^2-]＞[HCO₃^-]＞[CO₃^2-]，
A．c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），C．c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-）＞c（CO₃^2-）正確，
B．c（HCO₃^-）＞c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-）＞c（CO₃^2-），D．c（H₂CO₃）＞c（HCO₃^-）＞c（HC₂O₄^-）＞c（CO₃^2-）錯(cuò)誤，
故答案為：AC；
（2）根據(jù)平衡可知當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向右移動(dòng)，使H⁺濃度變化較小，血液中的pH基本不變；當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向左移動(dòng)，使H⁺濃度變化較小，血液的pH基本不變，
故答案為：當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向右移動(dòng)，使H⁺濃度變化較小，血液中的pH基本不變；當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中，平衡向左移動(dòng)，使H⁺濃度變化較小，血液的pH基本不變；
（3）①原溶液無(wú)色，而KMnO₄為紫紅色，所以當(dāng)溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反應(yīng)完全時(shí)，滴入最后一滴溶液呈紫紅色且半分鐘顏色不變，
故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝愿咤i酸鉀溶液時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色（或紫色、紫紅色），且半分鐘內(nèi)不褪色；
②步驟二中量取試樣溶液時(shí)，酸式滴定管用蒸餾水洗過(guò)后沒有潤(rùn)洗，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)溶液氫氧化鈉的體積增大，測(cè)定、KHC₂O₄的含量增大，草酸含量減小，
故答案為：偏小；
③由于實(shí)驗(yàn)時(shí)所取溶液均為配置時(shí)的$\frac{1}{10}$，所以①、②中計(jì)算的數(shù)據(jù)均為配置溶液中溶質(zhì)的$\frac{1}{10}$，由①得：2n（H₂C₂O₄•2H₂O）+n（KHC₂O₄）=0.05mol，由②得：n（H₂C₂O4•2H₂O）+n（KHC₂O₄）=0.04mol，由上述兩個(gè)方程式得：n（H₂C₂O₄•2H₂O）=0.01mol，n（KHC₂O₄）=0.03mol，
故答案為：0.01mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)的計(jì)算及中和滴定的物質(zhì)的量的計(jì)算，學(xué)生要注意250ml只取其中的$\frac{1}{10}$為易忽略的地方，題目難度中等．