Question

【題目】草酸（）廣泛存在于食品中，人們對其及相關產品進行了深入研究。

（1）已知時，：，溶液顯酸性。解釋溶液顯酸性的原因：______；（用化學用語并配以必要文字說明）

（2）已知反應：，為了使草酸分解，通過燃燒反應提供能量：，已知分解的草酸與所需空氣（其中氧氣的體分數為）的物質的量之比為，則______

（3）草酸分解生成的燃料燃燒不足以提供足夠的能量，還可通過甲烷來制備。在密閉容器中通入物質的量濃度均為的和；在一定條件下發生反應，測得的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如下圖1所示。

①由圖判斷壓強、、、由小到大的順序為：______；該反應的______0（填“<”“>”“=”）：

②該反應的平衡常數為______（結果保留兩位小數）

（4）常溫下，向的溶液中逐滴加入 溶液，所得滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是______

①點時：

②點時：

③點時：

④點時：

Answer 1

【答案】NaHC2O4溶液存在電離平衡：HC2O4-H++ C2O42-，電離平衡常數K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常數Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的電離程度大于HC2O4-的水解程度，溶液顯酸性 169.8 p4 >p3>p2>p1 > 6.55 ②③

【解析】

（1）根據電離平衡常數計算HC2O4-的水解平衡常數，NaHC2O4溶液中HC2O4-電離程度大于其水解程度，溶液顯酸性；

（2）草酸與所需空氣（其中氧氣的體分數20%）的物質的量之比為2:3，假設草酸為2mol，氧氣為3mol×1/5=0.6mol；根據能量守恒關系列方程求解；

（3）①溫度相同時，壓強增大，平衡向逆反應方向移動，甲烷的轉化率變小，由此判定壓強大小順序；壓強不變，升高溫度，甲烷的轉化率增大，平衡右移，正反應為吸熱反應；

②根據三段式求出平衡時各物質的濃度，以此求出該反應的平衡常數K。

（4）①A點時，為草酸溶液，溶液中存在電荷守恒；② B點時等物質的量的H2C2O4和KOH恰好反應生成KHC2O4；③點時：溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，溶質為草酸鉀和草酸氫鉀的混合液，結合電荷守恒、物料守恒進行分析；④點時溶液為草酸鉀，據以上情況進行分析。

（1）NaHC2O4溶液中存在電離平衡：HC2O4-H++ C2O42-，電離平衡常數K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常數Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的電離程度大于水解程度，溶液顯酸性；

綜上所述，，本題答案是：NaHC2O4溶液存在電離平衡：HC2O4-H++ C2O42-，電離平衡常數K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常數Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的電離程度大于HC2O4-的水解程度，溶液顯酸性；

（2）已知分解的草酸與所需空氣（其中氧氣的體分數為）的物質的量之比為2:3，假設草酸為2mol，則氧氣為3mol×1/5=0.6mol；根據能量守恒關系可知：2×a=0.6×566，a=169.8；

綜上所述，本題答案是：169.8。

（3）①溫度相同時，壓強增大，平衡向逆反應方向移動，甲烷的轉化率變小，故p4 >p3>p2>p1；壓強不變，升高溫度，甲烷的轉化率增大，平衡右移，正反應為吸熱反應，H>0；

綜上所述，本題答案是：p4 >p3>p2>p1；>。

②1100℃時，甲烷的轉化率為80%，根據反應可知，剩余甲烷氣體的濃度為0.2mol/L-0.2mol/L×80%=0.04mol/L，二氧化碳氣體的濃度為0.2mol/L-0.2mol/L×80%=0.04mol/L，生成一氧化碳氣體的濃度為2×0.2mol/L×80%=0.32mol/L，生成氫氣氣體的濃度為2×0.2mol/L×80%=0.32mol/L，所以該反應的平衡常數K=c2(H2)c2(CO)/[c(CH4)c(CO2)]，帶入數值計算可得：K=6.55；

綜上所述，本題答案是：6.55。

（4）①A點時，為草酸溶液，溶液中存在電荷守恒：c(H+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4－)+c(OH-)，錯誤；

② B點時等物質的量的H2C2O4和KOH恰好反應生成KHC2O4，溶液的pH小于7，說明KHC2O4溶液呈酸性,溶液中離子濃度大小關系為：c(K+)>c(HC2O4－)>c(H+)>c(OH-)，正確；

③C點時：溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，結合電荷守恒得c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+ c(OH-)，所以c(K+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)；根據物料守恒可知，如果全為草酸氫鉀溶液：c(K+)= c(HC2O4-)+c(C2O42-)+ c(H2C2O4)；如果全為草酸鉀溶液，c(K+)= 2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+ c(H2C2O4)]；而題給混合液呈中性，為草酸氫鉀和草酸鉀的混合液，因此溶液中存在；正確；

④D點時：D點時，氫氧化鉀的物質的量是草酸的2倍，二者恰好反應生成草酸鉀，根據質子守恒：c(H+)+ c(HC2O4－)+2 c(C2O42-)=c(OH-)，錯誤；綜上所述，本題選②③。