Question

草酸（H₂C₂O₄）是一种有机二元酸，具有还原性、不稳定性．回答下列问题：
（1）常温下，0.1mol?L-1的H₂C₂O₄溶液的pH约为3，写出其电离方程式

 

．
（2）实验室常通过加热草酸（H₂C₂O₄）的方法来获取一氧化碳．
①H₂C₂O₄中，C元素的化合价为

 

．
②加热草酸分解反应的化学方程式为：

 

．
③KHC₂O₄溶液呈酸性，则该溶液中c（C₂O₄^2-）

 

c（H₂C₂O₄^2-）（填“大于”“等于”或“小于”），说明理由

 

．
（3）实验室常用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸来测定草酸溶液的浓度，滴定终点的现象是：

 

，其反应的离子方程式为

 

．
（4）草酸是制备氧化钴及钴粉的重要原料．在空气中对CoC₂O₄?2H₂O持续加热时的热分解失重数据见下表．
（CoC₂O₄?2H₂O相对分子质量183；固体失重率=

对应温度下样品失重的质量

样品的初始质量

）

序号	温度范围/℃	固体失重率
①	120～220	19.76%
②	280～310	56.10%

①120～220℃，CoC₂O₄?2H₂O热分解的重要生成物为

 

②280～310℃时，热分解的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,化学方程式的有关计算,盐类水解的应用

专题：

分析：（1）草酸是二元弱酸，分步电离；
（2）①根据化合物中元素化合价的代数和为0计算；
②加热草酸分解生成一氧化碳、二氧化碳和水；
③HC₂O₄^-，草酸氢根离子的水解程度大于电离程度；
（3）用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸来测定草酸溶液的浓度，当到达滴定终点时溶液显浅紫红色；草酸和高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子；
（4）在空气中对CoC₂O₄?2H₂O持续加热时的热分解失重，首先失去结晶水，然后继续加热分解生成CO₂O₃；根据固体失重率求出固体减少的质量，然后求出失去的结晶水的数目，完全失水后分解生成氧化物．

解答： 解：（1）草酸是二元弱酸，在水溶液里存在两步电离，第一步电离程度大于第二步，其电离方程式分别为：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺，
故答案为：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；
（2）①H₂C₂O₄中H元素为+1价，O元素为-2价，化合物中元素化合价的代数和为0，则C元素的化合价为+3价，故答案为：+3价；
②加热草酸分解生成一氧化碳、二氧化碳和水，其分解方程式为：H₂C₂O₄

加热

CO↑+CO₂↑+H₂O，故答案为：H₂C₂O₄

加热

CO↑+CO₂↑+H₂O；
③KHC₂O₄溶液中存在HC₂O₄^-的电离平衡HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-，水解平衡H₂O+HC₂O₄^-?OH^-+H₂C₂O₄，由于溶液呈酸性，说明HC₂O₄^-的电离程度大于水解程度，所以c（C₂O₄^2-）大于c（H₂C₂O₄），故答案为：大于；HC₂O₄^-的电离程度大于水解程度；
（3）用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸来测定草酸溶液的浓度，由于高锰酸钾为紫色溶液，当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变为浅紫红色，并且半分钟内不褪色，说明达到了滴定终点；草酸和高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，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：滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变为浅紫红色，并且半分钟内不褪色；5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（4）①在空气中对CoC₂O₄?2H₂O持续加热时的热分解失重，首先失去结晶水，在120～220℃时，固体失重率为19.76%，
令晶体质量为183g（即1mol），则失去的水的质量为183g×19.76%=36g，则n（H₂O）=2mol，所以1molCoC₂O₄?2H₂O失去2mol水，则生成产物为CoC₂O₄；
故答案为：CoC₂O₄；
②由①可知，在120～220℃时，CoC₂O₄?2H₂O完全失去结晶水生成CoC₂O₄，然后继续升高温度加热，则CoC₂O₄分解生成氧化物，
其分解失去的质量为183g×56.10%=102.7g，剩余的质量为183g-102.7g=80.3g，
设产物的化学式为CoO_x，则59+16x=80.3，解得x=1.33，则化学式为CoO_1.33，即为Co₄O₅，则反应方程式为：8CoC₂O₄+5O₂

加热  .

2Co₄O₅+16CO₂，
故答案为：8CoC₂O₄+5O₂

加热  .

2Co₄O₅+16CO₂．

点评：本题考查了弱电解质的电离、盐的水解、氧化还原反应滴定实验、物质组成探究实验等，侧重于考查考生的基本实验能力及实验数据分析能力，难度较大，要进行合理假设结合数据进行验证．