Question

【題目】草酸(H2C2O4，二元弱酸)與草酸鹽在實驗和工業生產中都起著重要的作用。

(1)硫酸酸化的KMnO4能與Na2C2O4溶液反應生成Mn2+和CO2，該反應的離子方程式為__________；

(2)分別使10 mL pH=3的H2C2O4溶液和100 mL pH=4的H2C2O4溶液全部轉化為Na2C2O4，所需等濃度的NaOH溶液的體積為V1和V2，則V1_____V2(填“>”“<”或“=”)

(3)常溫下，用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL某未知濃度的H2C2O4溶液，滴定曲線如圖，c點所示溶液中：

①該草酸溶液的物質的量濃度為__________；

②a點所示溶液中各離子的濃度由大到小的順序為_________________；

(4)已知：某溫度時，Ksp(FeC2O4)=2.0×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.5×10-9。

①此溫度下，CaC2O4飽和溶液的物質的量濃度為________；

②此溫度下，向Na2C2O4溶液中加入FeCl2與CaCl2，當兩種沉淀共存時，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)根據KMnO4能與熱的經硫酸化的Na2C2O4反應生成Mn2+和CO2，并利用質量守恒定律、電荷守恒、電子守恒來書寫離子反應方程式；

(2)相同溫度下，酸的濃度越小其電離程度越大，草酸和堿反應消耗堿的物質的量與酸的物質的量成正比；

(3)①用0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL某未知濃度的H2C2O4溶液，根據c點離子濃度之間的關系，得到c點的溶液是草酸鈉的水溶液，根據滴定原理來計算；

②a點所示溶液顯示酸性，此時得到的是草酸氫鈉溶液，據此回答；

(5)①根據Ksp的意義結合物質的量濃度公式c=來計算；

②根據Ksp表達式得到溶液中c(Fe2+)：c(Ca2+)等于Ksp(FeC2O4)：Ksp(CaC2O4)，據此計算。

由KMnO4能與熱的經硫酸化的Na2C2O4反應生成MnSO4和CO2，反應的化學方程式為2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O，根據物質拆分原則，其離子方程式是：2MnO4-+16H++5C2O42-=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

(2)相同溫度下，酸的濃度越小其電離程度越大，所以pH=3草酸的濃度大于pH=4草酸濃度的10倍，10 mLpH=3的草酸溶液和100 mLpH=4的草酸溶液，前者的物質的量大于后者，草酸和堿反應消耗堿的物質的量與酸的物質的量成正比，所以消耗氫氧化鈉體積V1>V2；

(3)①用0.100 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL某未知濃度的H2C2O4溶液，根據c點離子濃度之間的關系，得到c點的溶液是草酸鈉的水溶液，草酸和氫氧化鈉之間按照1：2物質的量之比進行反應，所以該草酸溶液的物質的量濃度c(H2C2O4)=≈0.054 mol/L；

②c點為Na2C2O4溶液，此時NaOH溶液的體積是21.60 mL，而a點時NaOH溶液的體積是10.80 mL，恰好是c點消耗的一半，則a點溶液為NaHC2O4溶液；所示溶液顯示酸性，說明HC2O4-電離程度大于其水解程度，且溶液中同時存在水電離產生H+，且HC2O4-電離程度遠大于水的電離程度，則c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)；HC2O4-由于電離、水解消耗，而溶液中Na+不發生任何變化，鹽電離產生的離子濃度遠大于其電離產生的微粒濃度，所以c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)，故溶液中各離子的濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)；

(4)①已知Ksp(CaC2O4)=2.5×10-9，假設飽和溶液濃度是x，則根據溶度積常數的含義可知Ksp=c(Ca2+)c(C2O42-)=x2=2.5×10-9=25×10-10，所以x=5×10-5 mol/L，溶液的體積是1 L，所溶解的草酸鈣的物質的量是5×10-5mol；

②此溫度下，向Na2C2O4溶液中加入FeCl2與CaCl2，當兩種沉淀共存時，溶液c(Fe2+)：c(Ca2+)等于Ksp(FeC2O4)：Ksp(CaC2O4)==80。