Question

【题目】草酸(H2C2O4，二元弱酸)与草酸盐在实验和工业生产中都起着重要的作用。

(1)硫酸酸化的KMnO4能与Na2C2O4溶液反应生成Mn2+和CO2，该反应的离子方程式为__________；

(2)分别使10 mL pH=3的H2C2O4溶液和100 mL pH=4的H2C2O4溶液全部转化为Na2C2O4，所需等浓度的NaOH溶液的体积为V1和V2，则V1_____V2(填“>”“<”或“=”)

(3)常温下，用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL某未知浓度的H2C2O4溶液，滴定曲线如图，c点所示溶液中：

①该草酸溶液的物质的量浓度为__________；

②a点所示溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为_________________；

(4)已知：某温度时，Ksp(FeC2O4)=2.0×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.5×10-9。

①此温度下，CaC2O4饱和溶液的物质的量浓度为________；

②此温度下，向Na2C2O4溶液中加入FeCl2与CaCl2，当两种沉淀共存时，溶液中c(Fe2+)：c(Ca2+)=_____。

Answer 1

【答案】2MnO4-+16H++5C2O42-=2Mn2++10CO2↑+8H2O > 0.054 mol/L c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-) 5×10-5 mol/L 80

【解析】

(1)根据KMnO4能与热的经硫酸化的Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2，并利用质量守恒定律、电荷守恒、电子守恒来书写离子反应方程式；

(2)相同温度下，酸的浓度越小其电离程度越大，草酸和碱反应消耗碱的物质的量与酸的物质的量成正比；

(3)①用0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL某未知浓度的H2C2O4溶液，根据c点离子浓度之间的关系，得到c点的溶液是草酸钠的水溶液，根据滴定原理来计算；

②a点所示溶液显示酸性，此时得到的是草酸氢钠溶液，据此回答；

(5)①根据Ksp的意义结合物质的量浓度公式c=来计算；

②根据Ksp表达式得到溶液中c(Fe2+)：c(Ca2+)等于Ksp(FeC2O4)：Ksp(CaC2O4)，据此计算。

由KMnO4能与热的经硫酸化的Na2C2O4反应生成MnSO4和CO2，反应的化学方程式为2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O，根据物质拆分原则，其离子方程式是：2MnO4-+16H++5C2O42-=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

(2)相同温度下，酸的浓度越小其电离程度越大，所以pH=3草酸的浓度大于pH=4草酸浓度的10倍，10 mLpH=3的草酸溶液和100 mLpH=4的草酸溶液，前者的物质的量大于后者，草酸和碱反应消耗碱的物质的量与酸的物质的量成正比，所以消耗氢氧化钠体积V1>V2；

(3)①用0.100 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL某未知浓度的H2C2O4溶液，根据c点离子浓度之间的关系，得到c点的溶液是草酸钠的水溶液，草酸和氢氧化钠之间按照1：2物质的量之比进行反应，所以该草酸溶液的物质的量浓度c(H2C2O4)=≈0.054 mol/L；

②c点为Na2C2O4溶液，此时NaOH溶液的体积是21.60 mL，而a点时NaOH溶液的体积是10.80 mL，恰好是c点消耗的一半，则a点溶液为NaHC2O4溶液；所示溶液显示酸性，说明HC2O4-电离程度大于其水解程度，且溶液中同时存在水电离产生H+，且HC2O4-电离程度远大于水的电离程度，则c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)；HC2O4-由于电离、水解消耗，而溶液中Na+不发生任何变化，盐电离产生的离子浓度远大于其电离产生的微粒浓度，所以c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)，故溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)；

(4)①已知Ksp(CaC2O4)=2.5×10-9，假设饱和溶液浓度是x，则根据溶度积常数的含义可知Ksp=c(Ca2+)c(C2O42-)=x2=2.5×10-9=25×10-10，所以x=5×10-5 mol/L，溶液的体积是1 L，所溶解的草酸钙的物质的量是5×10-5mol；

②此温度下，向Na2C2O4溶液中加入FeCl2与CaCl2，当两种沉淀共存时，溶液c(Fe2+)：c(Ca2+)等于Ksp(FeC2O4)：Ksp(CaC2O4)==80。