Question

已知：乙二酸俗稱草酸（結(jié)構(gòu)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K_sp=4.0×10^-8，碳酸鈣的K_sp=2.5×10^-9．回答下列問題：
（1）寫出水溶液中草酸的電離方程式

 

；
（2）相同條件下物質(zhì)的量濃度都為0.1mol/L的Na₂C₂O₄溶液的pH比Na₂CO₃溶液的pH

 

 （填“大”、“小”或“相等”）；
（3）常溫下將0.4mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，則混合后溶液中陰離子濃度的大小順序為

 

；
（4）實驗室常用酸性高錳鉀溶液滴定草酸來測定草酸溶液的濃度．高錳酸鉀溶液常用

 

（填“稀硫酸”、“稀硝酸”、“稀鹽酸”）酸化，已知酸性高錳酸鉀和草酸反應(yīng)的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，紫色消失，其反應(yīng)的離子方程式為

 

；
（5）草酸鈣結(jié)石是五種腎結(jié)石里最為常見的一種．患草酸鈣結(jié)石的病人多飲白開水有利于結(jié)石的消融．請用化學(xué)用語和簡要的文字說明其原因

 

；
（6）25℃時向20mL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20mL，能否產(chǎn)生沉淀

 

（填“能”或“否”）．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,鹽類水解的原理,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）草酸是二元弱酸，分步電離；
（2）相同條件下，酸的電離平衡常數(shù)越大，其電離程度越大，則酸根離子的水解程度越大，溶液的堿性越強(qiáng)；
（3）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(yīng)生成草酸鈉，草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；
（4）酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能氧化強(qiáng)還原性的物質(zhì)；
酸性高錳酸鉀和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳和水；
（5）草酸鈣在水溶液里存在電離平衡，加水促進(jìn)平衡向溶解的方向移動；
（6）根據(jù)c（Ca²⁺）?c （C₂O₄^2-）和Ksp（4.0×10^-8）相對大小判斷，如果c（Ca²⁺）?c （C₂O₄^2-）=＜Ksp（4.0×10^-8），則無沉淀生成．

解答： 解：（1）草酸是二元弱酸，在水溶液里存在兩步電離，第一步電離程度大于第二步，其電離方程式分別為：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺、HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺，故答案為：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺、HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；
（2）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(dǎo)致草酸鈉的pH小于碳酸鈉，
故答案為：小；
（3）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(yīng)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（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HC₂O₄^-），
故答案為：c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HC₂O₄^-）；
（4）由于利用高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定來測量亞鐵離子的含量，加入的酸不能具有氧化性，所以不可以用硝酸；鹽酸中的氯離子具有還原性，能夠被高錳酸鉀氧化，對測定結(jié)果產(chǎn)生影響，所以不可以用鹽酸；
故實驗中所用的KMO₄溶液要進(jìn)行酸化，用于酸化的酸是：稀硫酸，
酸性高錳酸鉀和草酸反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳和水，離子反應(yīng)方程式為：6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：稀硫酸；6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
（5）草酸鈣在水溶液里存在電離平衡，向溶液中加水時，溶液中草酸根離子和鈣離子濃度都減小，導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向移動，從而加速結(jié)石消融，
故答案為：CaC₂O₄（s）?C₂O₄^2-（aq）+Ca²⁺（aq）；多飲水使平衡向溶解方向移動，從而加速結(jié)石消融；
（6）碳酸鈣溶液中鈣離子濃度=

2.5×10-9

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 （C₂O₄^2-）=2.5×10^-5 ×4.0×10^-4=1×10^-8＜Ksp（4.0×10^-8），故無沉淀，
故答案為：否．

點評：本題考查了弱電解質(zhì)的電離、難溶物的溶解平衡，明確弱電解質(zhì)電離特點及溶度積常數(shù)的運(yùn)用是解本題關(guān)鍵，難度中等．