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，常温下，H2C2O4：Ka1=5.4×10－2，Ka2=5.4×10－5。H2CO3：K1=4×10－7K2=6×10－11。

(1)NaHCO3溶液显____性。

(2)常温下，0.1mol·L－1的Na2C2O4溶液pH=a，0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液pH=b，则a___b(填“>”“<”或“=”)。

(3)常温下，pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1，水电离出的c(H＋)为c3；pH＝4的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c2，水电离出的c(H＋)为c4。则c1_____10c2(填“>”“<”或“=”，下同)；c3___10c4。

(4)常温下，用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL某未知浓度的H2C2O4溶液，滴定曲线如图，c点所示溶液中：2c(C2O42-)+2c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)=c(Na＋)

①该草酸溶液的物质的量浓度为_________(结果保留三位小数)。

②a点所示溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__________。

Answer 1

【答案】碱 < > = 0.054mol·L－1 c(Na＋)>c(HC2O4-)>c(H＋)>c(C2O42-)>c(OH－)

【解析】

(1)根据盐的组成判断；

(2)根据弱酸的电离平衡常数，结合盐的水解规律分析判断；

(3)弱酸在溶液中存在电离平衡，稀释促使弱酸的电离；

(4)①根据微粒浓度关系可知：在c点时溶液为Na2C2O4，根据元素守恒判断酸的浓度，

②a点所示溶液显示酸性，此时草酸未完全中和，得到的是草酸氢钠溶液，根据盐电离程度及盐的水解规律回答。

(1)NaHCO3是强碱弱酸盐，HCO3-会发生水解反应，消耗水电离产生的H+产生H2CO3，当最终达到平衡时，溶液中c(OH-)>c(H+)，所以溶液显碱性；

(2)H2C2O4、H2CO3都是二元弱酸，由于电离平衡常数Ka2(H2C2O4)>Ka2(H2CO3)，所以盐的水解程度：Na2C2O4< Na2CO3，这两种盐都是强碱弱酸盐，根据盐水解规律：谁弱谁水解，越弱越水解，谁强显谁性，可知盐溶液的碱性：Na2C2O4< Na2CO3，所以溶液的pH：a<b；

(3)常温下，pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1=10-3mol/L，水电离出的c(H＋)为c3=c(OH-)==10-11；pH=4的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c2，水电离出的c(H＋)为c4=c(OH-)==10-10；由于草酸是二元弱酸，在溶液中存在酸的电离平衡，稀释促使酸的电离平衡正向移动，使酸的电离程度大于浓溶液，因此c1>10c2，c3=10c4。

(4)①用0.100mol/L NaOH溶液滴定20.00mL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)==0.54mol/L；②a点所示溶液显示酸性，草酸的电离平衡常数Ka1=5.4×10－2，HC2O4-的水解平衡常数Kh==1.85×10-13< Ka1=5.4×10－2，所以得到的是草酸氢钠溶液，由于电离大于水解，所以c(H+)>c(OH-)，溶液中H+除了HC2O4-电离产生外，还有水的电离，而C2O42-只有HC2O4-电离产生，HC2O4-电离程度大于水的电离程度，所以c(H+)>c(C2O42-)> c(OH-)，盐NaHC2O4是强电解质，完全电离，电离产生的离子浓度大于弱电解质的电离程度，HC2O4-电离、水解会消耗，则c(Na+)>c(HC2O4-)，因此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－)。