Question

（16分）草酸（H₂C₂O₄）是一种二元弱酸，主要用作还原剂和漂白剂。草酸的盐可用作碱土金属离子的广谱沉淀剂。
（1）40 ℃时混合一定体积的0.1mol/L H₂C₂O₄溶液与一定体积0.01mol/L酸性KMnO₄溶液，填写表中空格。

温度	v(H2C2O4)	v(KMnO4)	KMnO4褪色时间
40 ℃	10 ml	10 ml	40 s
40 ℃	20 ml	20 ml

（2）用甲基橙作指示剂，通过酸碱滴定可测定草酸溶液浓度。甲基橙是一种常用的酸碱指示剂，甲基橙（用化学式HIn表示）本身就是一种有机弱酸，其电离方程式为：HInH⁺+In^—。则酸根离子In^—的颜色是        。甲基橙的酸性与草酸相比，                 （填前者强、前者弱、十分接近、无法判断）。
（3）常温下有pH均为3的盐酸和草酸溶液各10 ml，加水稀释，在答题卷上画出稀释过程中两种溶液中c(H⁺)变化的示意图并作必要的标注。

（4）常温下MgC₂O₄的K_sp=8.1×10^-5，已知当溶液中某离子的浓度≤10^-5 mol/L时可认为该离子已沉淀完全。现为了沉淀1 L0.01 mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺，加入100 mL0.1 mol/L的(NH₄)₂C₂O₄溶液，通过计算判断Mg²⁺是否已沉淀完全。
（5）(NH₄)₂C₂O₄溶液因NH₄⁺水解程度稍大于C₂O₄^2-而略显酸性，0.1 mol/L(NH₄)₂C₂O₄溶液pH值6.4。现有某未知溶液，常温下由水电离出的c(H⁺)=1.0×10^-5mol/L，该溶液pH可能是                （填字母）。
A．5                   B．6               C．7                 D．9

Answer 1

（1）40 s （2分）
（2）黄色  前者弱（各2分）
（3）如图（3分，起点、终点各1分，斜率1分）

（4）MgCl₂与(NH₄)₂C₂O₄恰好完全反应，但有
MgC₂O₄(s)Mg²⁺(aq)+C₂O₄^2-(aq)，c(Mg²⁺)·c(C₂O₄^2-)=K_sp=8.1×10^-5，
而c(Mg²⁺)=c(C₂O₄^2-)，
c(Mg²⁺)=(8.1×10^-5)^-1/2=9×10^-3 mol/L>10^-5 mol/L
故Mg²⁺未沉淀完全。（4分）
（5）ABCD （3分，选对1个得1分，选对2个得2分，选对3个以上得3分）

（1）反应速率与反应物的浓度有关，与反应物的物质的量多少无关，草酸和高锰酸钾的浓度并没有发生变化，而且温度也没有改变，所以反应速率是不变的，即褪色时间是不变的。
（2）甲基橙的变色范围是3.1～4.4，小于3.1时显红色，大于4.4时显黄色。根据甲基橙的电离方程式可知，当溶液碱性增强时平衡是向正反应方向移动的，所以该酸根的颜色是显黄色的。因为草酸钠溶液水解显碱性，此时甲基橙显黄色。若草酸的酸性弱于甲基橙的，则在草酸溶液中甲基橙显黄色，所以通过颜色的变化无法判断滴定终点。因此草酸的酸性要强于甲基橙的，这样在滴定过程中颜色才能发生变化。
（3）盐酸是强酸，草酸是弱酸，存在电离平衡，所以在稀释过程中盐酸中氢离子的浓度始终小于草酸中氢离子的浓度。但当无限稀释时二者的PH均要无限接近7。
（4）1 L0.01 mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺的物质的量是0.01mol，100 mL0.1 mol/L的(NH₄)₂C₂O₄溶液的物质的量也是0.01mol，即二者恰好反应。根据溶解平衡MgC₂O₄(s)Mg²⁺(aq)+C₂O₄^2-(aq)可知c(Mg²⁺)·c(C₂O₄^2-)=K_sp=8.1×10^-5
因为c(Mg²⁺)=c(C₂O₄^2-)，所以c(Mg²⁺)=(8.1×10^-5)^-1/2=9×10^-3 mol/L>10^-5 mol/L
故Mg²⁺未沉淀完全。
（5）常温下由水电离出的c(H⁺)=1.0×10^-5mol/L，说明该溶液中水的电离是被促进的，若只有阳离子水解，则溶液显酸性，即此时溶液的pH为5。若只有阴离子水解，则溶液显碱性，此时溶液中的c(OH^－)＝1.0×10^－5mol/L，则溶液中的c(H⁺)=1.0×10^－9mol/L所以溶液的pH是9。若溶液阴离子和阳离子同时都水解。若阳离子的水解程度大于阴离子的水解程度，则溶液显碱性；若阳离子的水解程度小于阴离子的水解程度，则溶液显酸性；阳离子的水解程度和阴离子的水解程度相同，则溶液显中心，所以选项A、B、C、D均正确。