Question

3．乙二酸俗稱草酸（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOC-COOH，可簡(jiǎn)寫為H₂C₂O₄），它是一種重要的化工原料．（常溫下0.01mol/L的H₂C₂O₄、KHC₂O₄、K₂C₂O₄溶液的pH如表所示．）

	H2C2O4	KHC2O4	K2C2O4
pH	2.1	3.1	8.1

填空：
（1）寫出H₂C₂O₄的電離方程式H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-；HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-，．
（2）KHC₂O₄溶液顯酸性的原因是HC₂O₄^-的電離程度大于水解程度；向0.1mol/L的草酸氫鉀溶液里滴加NaOH溶液至中性，此時(shí)溶液里各粒子濃度關(guān)系正確的是ad．
a．c（K⁺）=c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）+c（C₂O₄^2-）       
b．c（Na⁺）=c（H₂C₂O₄）+c（C₂O₄^2-）
c．c（K⁺）+c（Na⁺）=c（HC₂O₄^-）+c（C₂O₄^2-）          
d．c（K⁺）＞c（Na⁺）
（3）H₂C₂O₄與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，現(xiàn)象是有氣泡（CO₂）產(chǎn)生，紫色消失．寫出反應(yīng)的離子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；又知該反應(yīng)開始時(shí)速率較慢，隨后大大加快，可能的原因是反應(yīng)生成的Mn²⁺對(duì)該反應(yīng)具有催化作用．
（4）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖所示：兩個(gè)燒杯中的試管都分別盛有2mL 0.1 mol/L H₂C₂O₄溶液和4mL 0.1mol/L 酸性KMnO₄溶液，分別混合并振蕩，記錄溶液褪色所需時(shí)間．該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯繙囟葘?duì)反應(yīng)速率的影響，但該實(shí)驗(yàn)始終沒有看到溶液褪色，推測(cè)原因KMnO₄溶液過量．
（5）已知草酸（H₂C₂O₄）受熱分解的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄→H₂O+CO↑+CO₂↑，寫出FeC₂O₄在密閉容器中高溫分解的化學(xué)方程式FeC₂O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+2CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）常溫下0.01mol/L的H₂C₂O₄pH為2.1，KHC₂O₄，的pH為3.1，說明草酸是二元弱酸；
（2）HC₂O₄^-既能夠電離也能夠水解，KHC₂O₄溶液顯酸性，說明HC₂O₄^-的電離程度大于水解程度；
a．根據(jù)物料守恒判斷；
b．根據(jù)電荷守恒判斷；
c．根據(jù)物料守恒、電荷守恒判斷；
d．若恰好反應(yīng)，c（K⁺）=c（Na⁺），此時(shí)溶液呈堿性，故加入的氫氧化鈉的物質(zhì)的量略少些；
（3）草酸和高錳酸鉀溶液反應(yīng)在酸性溶液中 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為錳離子；反應(yīng)開始時(shí)速率較慢，隨后大大加快，說明生成的Mn²⁺對(duì)該反應(yīng)具有催化作用；
（4）兩燒杯中水的溫度不同，該實(shí)驗(yàn)是研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；草酸與高錳酸鉀反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為5：2，據(jù)此分析；
（5）已知草酸（H₂C₂O₄）受熱分解的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄→H₂O+CO↑+CO₂↑，草酸分解能夠生成CO，CO具有還原性，能夠還原FeO．

解答 解：（1）二元弱酸分步電離，草酸電離方程式為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-，故答案為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-；HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
（2）HC₂O₄^-既能夠電離也能夠水解，KHC₂O₄溶液顯酸性，說明HC₂O₄^-的電離程度大于水解程度；
a．碳元素在溶液中存在形式有：HC₂O₄^-、H₂C₂O₄、C₂O₄^2-，根據(jù)物料守恒有c（K⁺）=c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）+c（C₂O₄^2-），故a正確；
b．根據(jù)電荷守恒有：c（K⁺）+c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-）+c（OH^-），溶液呈中性，則c（H⁺）=c（OH^-），故c（K⁺）+c（Na⁺）=c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-），故b錯(cuò)誤；
c．由c（K⁺）=c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）+c（C₂O₄^2-）、c（K⁺）+c（Na⁺）=c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-）可知，c（Na⁺）=c（C₂O₄^2-）-c（H₂C₂O₄），故c錯(cuò)誤；
d．若恰好反應(yīng)，c（K⁺）=c（Na⁺），此時(shí)溶液呈堿性，故加入的氫氧化鈉的物質(zhì)的量略少些，故c（K⁺）＞c（Na⁺），故d正確；
故答案為：HC₂O₄^-的電離程度大于水解程度；ad；
（3）草酸和高錳酸鉀溶液反應(yīng)在酸性溶液中 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，反應(yīng)開始時(shí)速率較慢，隨后大大加快，說明生成的Mn²⁺對(duì)該反應(yīng)具有催化作用，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；反應(yīng)生成的Mn²⁺對(duì)該反應(yīng)具有催化作用；
（4）兩燒杯中水的溫度不同，該實(shí)驗(yàn)是研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；草酸與高錳酸鉀反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為5：2，試管中草酸與高錳酸鉀物質(zhì)的量之比為1：2，高錳酸鉀過量，不能完全反應(yīng)，所以不褪色，
故答案為：溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；KMnO₄溶液過量；
（5）已知草酸（H₂C₂O₄）受熱分解的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄→H₂O+CO↑+CO₂↑，則草酸亞鐵受熱分解的化學(xué)方程式為FeC₂O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO₂↑，CO能夠還原FeO，F(xiàn)eO+CO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Fe+CO₂↑，所以其反應(yīng)方程式為：FeC₂O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Fe+2CO₂↑，
故答案為：FeC₂O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Fe+2CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題通過草酸考查了多元弱酸的電離方程式書寫、電解質(zhì)溶液中的電荷守恒和物料守恒、草酸的還原性以及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的探究，題目難度較大．