Question

11．已知25℃时草酸的电离常数为K₁=5.00×10^-2，K₂=5.40×10^-5，草酸钙的K_sp=4.00×10^-8，碳酸钙的K_sp=2.50×10^-9．不同温度下水的离子积常数见下表：

t/℃	0	10	20	25	40	50	90	100
Kw/10-14	0.134	0.292	0.681	1.00	2.92	5.58	38.0	55.0

（1）草酸在水溶液中所有的电离反应方程式H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；
计算25℃时KHC₂O₄溶液的水解平衡常数K_h=2.0×10^-13；
（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，则混合后溶液中各离子的浓度由大到小顺序为c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
（3）90℃时，将0.005mol/L的Ba（OH）₂溶液20mL与0.0024mol/L的HCl溶液20mL混合，混合后溶液的pH=10；
（4）25℃时向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol/L的草酸钾溶液10mL，不能（填“能”或“不能”）产生沉淀．

Answer 1

分析 （1）草酸为二元弱酸，溶液中分步电离；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；
（2）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．

解答 解：（1）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-；
HC₂O₄^-的水解方程式为：HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-，HC₂O₄^-的水解平衡常数为：K_h=$\frac{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）•c（O{H}^{-}）}{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}$=$\frac{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）•c（O{H}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）•c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{1}（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{5.0×1{0}^{-2}}$=2.0×10^-13；
故答案为：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；2.0×10^-13；
（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：c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
（3）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^-）=$\frac{0.0002mol-0.000048mol}{0.02L+0.02L}$=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⁺）=$\frac{38.0×1{0}^{-14}}{0.0038}$mol/L=1×10^-10，溶液的pH=-lgc（H⁺）=-lg1×10^-10=10，
故答案为：10；
（4）碳酸钙溶液中钙离子浓度=$\sqrt{2.5×1{0}^{-9}}$mol/L=5×10^-5mol/L，二者混合后，钙离子浓度=$\frac{2}{3}$×10^-5mol/L，草酸钾的浓度为$\frac{8}{3}$×10^-4 mol/L，混合后c（Ca²⁺）•c （C₂O₄^2-）=$\frac{2}{3}$×10^-5×$\frac{8}{3}$×10^-4=$\frac{16}{9}$×10^-9＜Ksp（4.0×10^-8），故无沉淀，
故答案为：不能．

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．