Question

【题目】H2C2O4为二元弱酸。回答下列问题：

(1)20℃时，配制一组c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.100 mol·L-1的H2C2O4和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如下图所示。

①H2C2O4的电离方程式为___________。

②为获得尽可能纯的NaHC2O4，pH应控制在_______左右。

③NaHC2O4溶液呈酸性，其原因为_________________。

④pH=6时，溶液中含碳微粒浓度大小关系为_______________。

(2)常温下，草酸、碳酸的电离平衡常数如下：

化学式	H2CO3	H2C2O4
平衡常数	Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11	Ka1=5.6×10-2 Ka2=5.4×10-5

①常温下，0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH____0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的pH。（填“＞”、“＜”或“=”）

② pH=4的H2C2O4溶液中c(C2O42-)：c(HC2O4-)=_________。

Answer 1

【答案】H2C2O4H+ + HC2O4－ 2.5～3之间任一数值均可 HC2O4-的电离程度大于其水解程度 c(C2O42－)＞c( HC2O4－)＞c(H2C2O4) ＞ 0.54

【解析】

(1)①根据图像H2C2O4溶液中存在的微粒可知H2C2O4多元弱酸，因此分步电离，第一步为主；

②根据图像可以看出pH=2.5～3， HC2O4－的浓度最大；

③利用弱酸的酸式酸根离子的电离平衡和水解平衡进行分析；

④根据图像分析横坐标pH=6时，微粒的浓度大小。

(2)①根据电离常数可知：HC2O4－酸性大于HCO3-，利用越弱越水解原理，可知CO32-的水解能力强于C2O42－；

②根据H2C2O4的第二步电离常数计算；

(1)①多元弱酸分步电离，第一步为主，H2C2O4的电离方程式为H2C2O4H+ + HC2O4－；

答案：H2C2O4H+ + HC2O4－

②根据图像可以看出，当pH在2.5～3的范围内， HC2O4－的浓度最大，所以，为获得尽可能纯的NaHC2O4，pH控制在2.5～3之间任一数值均可；

答案：2.5～3之间任一数值均可

③HC2O4-存在两个平衡，电离平衡HC2O4－H+ + C2O42-，水解平衡HC2O4－+H2OOH- + H2C2O4，由于HC2O4-电离程度大于水解程度，所以溶液呈酸性；

答案：HC2O4-的电离程度大于其水解程度

④根据图像分析当横坐标pH=6时，纵坐标可以看出溶液中含碳微粒浓度大小关系为c(C2O42－)＞c( HC2O4－)＞c(H2C2O4)；

答案：c(C2O42－)＞c( HC2O4－)＞c(H2C2O4)

(2)①根据电离常数可知：HC2O4－酸性大于HCO3-，根据越弱越水解原理可知，CO32-的水解能力强于C2O42－，所以常温下，0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的pH。

答案：＞

②根据H2C2O4的第二步电离常数计算：Ka2=5.4×10-5==，可得

pH=4的H2C2O4溶液中c(C2O42-)：c(HC2O4-)=0.54；

答案：0.54