题目内容
【题目】H2C2O4（乙二酸），俗名草酸，存在于自然界的植物中。已知常温下草酸电离平衡常数K1=5.0×10-2，K2=5.4×10-5，碳酸的电离平衡常数K1=4.5×10-7，K2=4.7×10-11。Ksp (CaC2O4)=2.3×10-9，Ksp(CaCO3)=2.5×10-9。回答下列问题：
（1）写出草酸溶液中存在的主要电离反应方程式_____________________________________。
（2）长期将豆腐与菠菜混合食用，容易损失钙素且患胆结石疾病。理由是______________________。
（3）25℃，物质的量浓度均为0.1mol/L 的Na2C2O4溶液的pH比Na2CO3溶液pH_________（填“大”“ 小”或“相等”）。将上述两种溶液等体积混合后，滴加CaCl2溶液，当C2O42- 沉淀完全时，CO32-是否沉淀完全_______________（填“是”或“否”）
（4）写出NaHC2O4溶液中水解反应的离子方程式________________________________，计算常温下该反应的水解平衡常数为_____________________，NaHC2O4溶液的pH____7 （填“＞”、“＜”或“=”）
（5）向盛有饱和草酸溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液的紫红色褪去，写出该反应的离子方程式________________________________________。
（6）设计实验证明草酸的酸性比碳酸强________________________________________。
【答案】 H2C2O4
HC2O4-+H+ 豆腐中钙离子与菠菜中草酸反应生成难溶的草酸钙，不利于人体吸收 小 否 HC2O4-+ H2OH2C2O4 + OH- 2.0×10-13 < 2MnO42- + 6H+ + 5H2C2O4 =2Mn2+ + 10CO2↑+8H2O 向NaHCO3溶液中加入草酸溶液，若产生大量气泡说明草酸的酸性比碳酸强
【解析】（1）H2C2O4为二元弱酸，主要发生第一步电离，电离方程式为：H2C2O4
HC2O4-+H+。
（2）豆腐中加入了电解质CaSO4，菠菜中含有草酸，Ca2+与草酸反应生成难溶的草酸钙，不利于人体吸收。答案为：豆腐中钙离子与菠菜中草酸反应生成难溶的草酸钙，不利于人体吸收。
（3）HC2O4-的电离平衡常数为5.4×10-5，HCO3-的电离平衡常数为4.7×10-11，所以HC2O4-的酸性大于HCO3-的酸性，所以C2O42-的水解程度小于CO32-的水解程度，两者水解都呈碱性，所以相同浓度的Na2C2O4溶液的pH比Na2CO3溶液pH小；C2O42-沉淀完全时，C2O42-的浓度为1×10-5mol/L，此时c(Ca2+)=2.3×10-9/1×10-5=2.3×10-4(mol/L)，则c(CO32-)=2.5×10-9÷(2.3×10-4mol /L)=1.1×10-5mol /L>1.0×10-5mol /L，Ca2+未沉淀完全。
（4）NaHC2O4溶液中水解反应的离子方程式为：HC2O4-+ H2OH2C2O4 + OH-；该水解反应的平衡常数K=c(H2C2O4)×c(OH-)/c(HC2O4-)，所以1/K= c(HC2O4-)/ c(H2C2O4)×c(OH-)= c(HC2O4-)×c(H +)/ c(H2C2O4)×c(OH-)×c(H+)= K1(H2C2O4)/Kw=5.0×10-2/1.0×10-14=5×1012，故K=2.0×10-13；HC2O4-的水解常数K=2.0×10-13，电离平衡常数K=5.4×10-5，水解平衡常数小于电离平衡常数，电离程度大于水解程度，所以NaHC2O4溶液显酸性，pH<7。
（5）草酸具有还原性，酸性高锰酸钾具有氧化性，两者发生氧化还原反应，离子方程式为: 2MnO42- + 6H+ + 5H2C2O4 =2Mn2+ + 10CO2↑+8H2O。
（6）根据强酸制弱酸的原理，只要草酸能生成碳酸即可证明草酸的酸性大于碳酸的酸性，故可以向NaHCO3溶液中加入草酸溶液，若产生大量气泡说明草酸的酸性比碳酸强。
【题目】硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。查阅资料知：
①Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
②向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3。
③BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。
实验装置如图所示(省略夹持装置)
（1）仪器a的名称是_________;C中的试剂可以是______ (选填下列字母编号)。
A．稀H2SO4 B．酸性KMnO4溶液 C．饱和NaHSO3溶液 D．NaOH溶液
（2）此实验装置设计有缺陷,其改进方法是_________________________。
（3）写出B中反应的离子方程式_________________________________________。
（4）A、B中反应完后,在拆装置前，应将其中污染空气的有毒气体除去,采用的方法和具体操作是________________________________________。
（5）该法所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液，加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成，_______________，若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
（6）测定产品纯度：准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol/L碘的标准溶液滴定。(反应原理为：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)
①滴定至终点时,溶液颜色的变化是_______________________。
②滴定记录数据如下表：
滴定前读数/mL | 滴定后读数/mL | |
第一次 | 0.10 | 16.12 |
第二次 | 1.10 | 17.08 |
第三次 | 1.45 | 19.45 |
第四次 | 0.00 | 16.00 |
③产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。
【题目】甲醇是一种重要的有机原料，在催化剂的作用下，CO和H2反应可生成甲醇 (CH3OH) 和副产物CH4，反应如下：
反应①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-90.0kJ/mol
反 应②CO(g)+3H2(g)CH4(g) + H2O(g) △H2
反应③ CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+ 4H2(g) △H3=+125.0 kJ/mol
反应④CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H4=-25.0 kJ /mol
K1、K2、K3、K4分别表示反应①、②、③、④的平衡常数。
回答下列问题：
（1）反应②的平衡常数的表达式为K2=______________，K2与K3和K4的关系为K2=______________，△H2=____________kJ/mol。
（2）图1中能正确表示反应①的平衡常数(lgK1) 随温度变化的曲线为______________（填曲线字母），其判断理由为______________________________________________________________。
（3）恒温恒容的条件下，下列情况能说明反应①达到平衡状态的是__________________。
A.2v正 (H2)=v逆(CH3OH) B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变 D.混合气体的压强不再改变
（4）为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果，某实验室控制CO和H2的初始投料比为1∶3进行实验，得到如下数据：
T/K | 时间/min | 催化剂种类 | 甲醇的含量(%) |
450 | 10 | CuO-ZnO | 78 |
450 | 10 | CuO-ZnO-ZrO2 | 88 |
450 | 10 | ZnO-ZrO2 | 46 |
①由表1可知，反应①的最佳催化剂为______________，图2中a、b、c、d四点是该温度下CO平衡转化率的是_________________________________。
②有利于提高CO转化为CH3OH的平衡转化率的措施有_________________。
A.使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2 B.适当降低反应温度
C.增大CO和H2的初始投料比 D.恒容下，再充入a molCO和3a mol H2
（5）已知1000℃，反应CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) K4=1.0。该温度下，在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3molL-1、1molL-1、4molL-1、2molL-1，则此时上述反应的v正(CO)_______v逆(CO) （填“＞”、“＜”或“=”）达到平衡时c(CO)=___________ molL-1。
