Question

已知：乙二酸俗称草酸（结构简式为HOOC-COOH，可简写为H₂C₂O₄）．25℃时，草酸的电离平衡常数为K₁=5.0×10^-2，K₂=5.4×10^-5；碳酸（H₂CO₃）的电离平衡常数为K₁=4.5×10^-7，K₂=4.7×10^-11．草酸钙的K_sp=4.0×10^-8，碳酸钙的Ksp=2.5×10^-9．回答下列问题：
（1）写出水溶液中草酸的电离方程式

 

；
（2）相同条件下物质的量浓度都为0.1mol/L的Na₂C₂O₄溶液的pH比Na₂CO₃溶液的pH

 

（填“大”、“小”或“相等”）；
（3）Na₂CO₃溶液与过量的草酸溶液混合，该反应的离子方程式为：

 

；
（4）实验室常用酸性高锰钾溶液滴定草酸来测定草酸溶液的浓度．高锰酸钾溶液常用

 

（填“稀硫酸”、“稀硝酸”、“稀盐酸”）酸化，已知酸性高锰酸钾和草酸反应的现象是有气泡产生，紫色消失，其反应的离子方程式为

 

；
（5）25℃时，向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入c mol/L的草酸钾溶液20mL后，有草酸钙沉淀生成，则c的最小值为

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：

分析：（1）草酸是二元弱酸存在电离平衡，分步电离，以第一步为主；
（2）依据电离平衡常数分析，酸性强弱顺序为：草酸＞碳酸＞HC₂O₄^-＞HCO₃^-，酸性越强，对应盐的水解程度越弱；
（3）往Na₂CO₃溶液中加入少量草酸溶液反应生成碳酸氢钠和草酸钠；
（4）高锰酸钾溶液是强氧化性溶液，盐酸中的氯离子会被氧化，硝酸本身具有强氧化性，草酸和高锰酸钾溶液反应在酸性溶液中 发生氧化还原反应，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子；
（5）据碳酸钙溶度积常数计算钙离子浓度，等体积混合后钙离子和草酸根离子浓度减少一半，根据草酸钙的溶度积常数计算得到醋酸根离子的最小浓度．

解答： 解：（1）酸是二元弱酸存在电离平衡，分步电离，以第一步为主，电离方程式为：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
故答案为：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
（2）依据电离平衡常数分析，酸性强弱顺序为：草酸＞碳酸＞HC₂O₄^-＞HCO₃^-，酸性越强，对应盐的水解程度越弱，则相同条件下物质的量浓度都为0.1mol/L的Na₂C₂O₄溶液的pH比Na₂CO₃溶液的pH小；
故答案为：小；
（3）电离平衡常数分析，酸性强弱顺序为：草酸＞碳酸＞HC₂O₄^-＞HCO₃^-；往Na₂CO₃溶液中加入少量草酸溶液反应生成碳酸氢钠和草酸钠，反应的离子方程式为：2CO₃^2-+H₂C₂O₄=2HCO₃^-+C₂O₄^2-；
故答案为：2CO₃^2-+H₂C₂O₄=2HCO₃^-+C₂O₄^2-；
（4）高锰酸钾溶液是强氧化性溶液，盐酸中的氯离子会被氧化，硝酸本身具有强氧化性，草酸和高锰酸钾溶液反应在酸性溶液中 发生氧化还原反应，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：稀硫酸；5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（5）25℃时，向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入c mol/L的草酸钾溶液20mL后，有草酸钙沉淀生成；
碳酸钙的K_sp=2.5×10^-9=c（Ca²⁺）c（CO₃^2-），饱和溶液中钙离子浓度c（Ca²⁺）=5×10^-5mol/L，等体积混合后溶液中c（Ca²⁺）=2.5×10^-5mol/L，草酸钙的K_sp=4.0×10^-8 =c（Ca²⁺）c（C₂O₄^2-）=2.5×10^-5mol/L×

c

2

mol/L，
c=

4×10-8×2

2.5×10-5

=3.2×10^-3mol/L，
故答案为：3.2×10^-3．

点评：本题考查了弱电解质的电离、难溶物的溶解平衡、离子方程式的书写等，明确弱电解质电离特点及溶度积常数的运用是解本题关键，题目难度中等．