Question

【题目】乙二酸(H2C2O4)俗称草酸，在实验研究和化学工业中应用广泛。

(1) 室温下，测得 0.1 mol·L1 H2C2O4溶液的pH = 1.3，写出草酸的电离方程式_______。

(2)草酸溶液中各粒子的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示：

① 向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH = 2.5时发生的主要反应的离子方程式是_______。

② 0.1 mol·L1 KHC2O4溶液中，下列粒子浓度关系正确的是_______(填序号)。

a.c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(OH–)

b.c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4)

c.c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4)

(3)工业上利用硫酸亚铁与草酸反应制备草酸亚铁晶体，其离子方程式为：Fe2+ + H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+

① 制备时需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的产率，从化学平衡移动原理角度解释原因：_____。

② 测定草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的x值，实验如下：称取0.5400 g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中，用KMnO4酸性溶液滴定。到达滴定终点时，消耗0.1000 mol·L－1的KMnO4酸性溶液18.00 mL。已知：滴定过程中铁、碳元素被氧化为Fe3+、CO2，锰元素被还原为Mn2+则FeC2O4·xH2O中x = _______(FeC2O4的摩尔质量是144 g·mol－1)。

Answer 1

【答案】H2C2O4 H+ + HC2O4－，HC2O4－ C2O42- + H+ bc NH3·H2O 与H+反应，降低c(H+)浓度，使Fe2++ H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+ 平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4·xH2O 2

【解析】

（1）测得 0.1 mol·L1 H2C2O4溶液的pH=1.3，说明草酸是二元弱酸；

（2）①向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5，图像可以看出，随着氢氧化钾的加入，HC2O4－的浓度逐渐增大，草酸与氢氧化钾反应后生成HC2O4－和水；

② a. 根据电荷守恒判断；

b．根据溶液中离子的电离和水解情况分析；

c．根据物料守恒判断；

(3)①应用勒夏特列原理，根据离子方程式：Fe2+ + H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+，滴加NH3·H2O 与H+反应，降低c(H+)浓度，使平衡向正反应方向移动，产生更多的FeC2O4·xH2O；

②根据10FeC2O4xH2O+6KMnO4+4H2SO4═5Fe2(SO4)3+2CO2↑+6MnSO4+3K2SO4+(12+x)H2O可知，n(FeC2O4xH2O)=n(KMnO4)=×1mol/L×0.018L=0.03mol，则M(FeC2O4xH2O)==180g/mol，即FeC2O4xH2O的相对分子质量为180，结合18x+144=180计算出x即可；

(1)二元弱酸分步电离，草酸电离方程式为：H2C2O4 H++HC2O4－，HC2O4－C2O42- +H+，

故答案为：H2C2O4 H+ + HC2O4－，HC2O4－ C2O42- + H+；

(2) a. 溶液中有的离子：HC2O4－、H2C2O4、C2O42-、OH–、K+，根据电荷守恒c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) +2c(C2O42–) + c(OH–)，故a错误；

b. KHC2O4溶液中，HC2O4–要水解，c(K+) > c(HC2O4–) ，C2O42–是由HC2O4–电离后得到的，c(HC2O4–) > c(C2O42–)，H2C2O4是由HC2O4–水解后得到的，HC2O4-既能够电离也能够水解，KHC2O4溶液显酸性，说明HC2O4-的电离程度大于水解程度，可以得到c(C2O42–) > c(H2C2O4)，c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4)，故b正确；

c. 根据物料守恒，可得到c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4)，故c正确；

故答案为b，c；

(3)①应用勒夏特列原理，根据离子方程式：Fe2+ + H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+，滴加NH3·H2O与H+反应，降低c(H+)浓度，使平衡向正反应方向移动，产生更多的FeC2O4·xH2O，

故答案为：NH3·H2O 与H+反应，降低c(H+)浓度，使Fe2++ H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+平衡向正反应方向移动，产生更多的FeC2O4·xH2O；

②根据10FeC2O4xH2O+6KMnO4+4H2SO4═5Fe2（SO4）3+2CO2↑+6MnSO4+3K2SO4+（12+x）H2O可知，n（FeC2O4xH2O）=n(KMnO4)=×1mol/L×0.018L=0.03mol，则M(FeC2O4xH2O)==180g/mol，即FeC2O4xH2O的相对分子质量为180，结合18x+144=180，解得x=2；

故答案为：2。