Question

已知25℃时草酸的电离常数为K₁=5．O×10^-2，K₂=5.4×10^-5，草酸钙的K_SP=4.0×10^-8，碳酸钙的K_SP=2.5×10^-9．不同温度下的水的离子积常数见表：

t/℃	0	10	20	25	40	50	90	100
KW /10-14	0.134	0.292	0.681	1.00	2.92	5.57	38.0	55.0

（1）计算25℃时KHC₂O₄溶液的水解平衡常数K_h=

 

； 写出水溶液中草酸的电离方程式

 

；常温下将0.2mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，则混合后溶液中各离子浓度的大小顺序为

 

．
（2）90℃时，将0.005mol/L的Ba（OH）₂溶液20mL与0.0024mol/L的盐酸溶液20mL混合，则混合后溶液的pH=

 

；（可能用到的对数：lg38=1.6，lg26=1.4，lg2=0.3）
（3）粗制的硫酸铜晶体中通常含有杂质Fe²⁺，用重结晶的方法难以彻底除去，请给出除去Fe²⁺的常用方法

 

．
（4）25℃时向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8．O×10^-4mol/L的草酸钾溶液10mL，能否产生沉淀，

 

 （填“能”或“否”）．
（5）计算50℃时水的电离常数大约为K_电离=

 

．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算,弱电解质在水溶液中的电离平衡,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）写出草酸氢根离子水解方程式，然后根据水解平衡常数表达式及草酸、水的离子积整理后计算出水解平衡常数；草酸为二元弱酸，溶液中分步电离；两溶液恰好反应生成草酸氢钾，根据草酸氢根离子的水解程度小于电离程度判断溶液中离子浓度大小；
（2）先判断过量情况，然后根据该温度下水的离子积计算出混合后溶液中氢离子浓度及溶液的pH；
（3）将亚铁离子氧化成铁离子，铁离子容易发生水解，在pH=4时能够沉淀完全而除去；
（4）根据c（Ca²⁺）?c （C₂O₄^2-）和Ksp（4.0×10^-8）相对大小判断，如果c（Ca²⁺）?c （C₂O₄^2-）＜Ksp（4.0×10^-8），则无沉淀生成；
（5）50℃时水的离子积Kw=c（OH^-）?c（H⁺）=5.57×10^-14，再根据1L水的质量约为1000g计算出水的电离平衡常数．

解答： （1）HC₂O₄^-的水解方程式为：HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-，HC₂O₄^-的水解平衡常数为：K_h=

c(H2C2O4)?c(OH-)

c(HC2O4-)

=

c(H2C2O4)?c(OH-)?c(H+)

c(HC2O4-)?c(H+)

=

KW

K1(H2C2O4)

=

1×10-14

5.0×10-2

=2.0×10^-13；
草酸为二元弱酸，电离过程分步进行，草酸的电离方程式为：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
常温下将0.2mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，反应生成草酸氢钾，由于草酸氢根离子的电离程度远远大于其水解程度，所以溶液显示酸性，c（H⁺）＞c（OH^-）  溶液中离子浓度大小为：c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-），
故答案为：2.0×10^-13 ；H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
（2）90℃时，将0.005mol/L的Ba（OH）₂溶液中氢氧根离子的物质的量为：0.005mol/L×2×0.02=0.0002mol，
0.0024mol/L的盐酸溶液20mL中含有氢离子浓度为：0.0024mol/L×0.02L=0.000048mol，显然氢氧根离子过量，混合后溶液显示碱性，混合液中氢氧根离子浓度为：c（OH^-）=

0.0002mol-0.000048mol

0.02L+0.02L

=0.0038mol/L，90℃时水的离子积为：38×10^-14，混合液中氢离子浓度为：c（H⁺）=

38.0×10-14

0.0013

38.0×10-14

0.0038

mol/L=1×10^-10，溶液的pH=-lgc（H⁺）=-lg1×10^-10=10，
故答案为：10；
（3）提纯时，为了除去Fe²⁺，常加入少量H₂O₂，发生2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，生成易水解的Fe³⁺，在pH=4时，可水解生成Fe（OH）₃沉淀而除去，
故答案为：加入过量的双氧水，调节pH=4，使Fe³⁺ 转化为沉淀而除去；
（4）碳酸钙溶液中钙离子浓度=

2.5×10-9

mol/L=5×10^-5mol/L，二者混合后，钙离子浓度=

2

3

×10^-5mol/L，草酸钾的浓度为

8

3

×10^-4 mol/L，混合后c（Ca²⁺）?c （C₂O₄^2-）=

2

3

×10^-5×

8

3

×10^-4=

16

9

×10^-9＜Ksp（4.0×10^-8），故无沉淀，
故答案为：否；
（5）水是弱电解质，能电离出部分氢离子和氢氧根离子，即：H₂O?OH^-+H⁺，50℃时水的离子积Kw=c（OH^-）?c（H⁺）=5.57×10^-14，1L水的质量约为1000g，1L水的物质的量为：

1000g

18g/mol

=

500

9

mol，水的浓度为

500

9

mol/L，水的电离常数为：K_电离=

c(H+)?c(OH-)

c(H2O)

=

5.57×10-14

500 9

≈1.0×10^-15，
故答案为：1.0×10^-15．

点评：本题考查了酸碱混合的定性判断、水的电离及其影响因素、弱电解质的电离、难溶物的溶度积计算等知识，题目难度较大，试题涉及的知识点较多，题量较大，充分考查了学生对所学知识的掌握情况．