Question

8．草酸（H₂C₂O₄，二元酸弱）与草酸盐在实验和工业生产中都起着重要的作用．
（1）Na₂C₂O₄溶液显碱性，请用离子方程式解释原因C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-．
（2）硫酸酸化的KMnO₄能与Na₂C₂O₄溶液反应生成Mn²⁺和CO₂，该反应的离子方程式为2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（3）分别使10mLpH=3的H₂C₂O₄溶液和100mLpH=4的H₂C₂O₄溶液全部转化为Na₂C₂O₄，所需等浓度的NaOH溶液的体积为V₁和V₂，则V₁＞V₂（填“＞”“＜”或“=”）
（4）常温下，用0.100mol/L NaOH溶液滴定20.00mL某未知浓度的H₂C₂O₄溶液，滴定曲线如图，c点所示溶液中：
2c（C₂O${\;}_{4}^{2-}$）+2c（HC₂O${\;}_{4}^{-}$）+2c（H₂C₂O₄）=c（Na⁺）
①该草酸溶液的物质的量浓度为0.11mol/L
②a点所示溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c（C₂O₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（OH^-）
（5）已知：某温度时，K_sp（FeC₂O₄）=2.0×10^-7，K_sp（CaC₂O₄）=2.5×10^-9
①此温度下，CaC₂O₄饱和溶液的物质的量浓度为5×10^-5mol/L
②此温度下，向Na₂C₂O₄溶液中加入FeCl₂与CaCl₂，当两种沉淀共存时，溶液中c（Fe^2-）：c（Ca^2-）

Answer 1

分析 （1）草酸钠（Na₂C₂O₄）溶液显碱性是草酸根离子水解导致；
（2）根据KMnO₄能与热的经硫酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn²⁺和CO₂，并利用质量守恒定律、电荷守恒来书写离子反应方程式；
（3）相同温度下，酸的浓度越小其电离程度越大，草酸和碱反应消耗碱的物质的量与酸的物质的量成正比；
（4）①用0.100mol/L NaOH溶液滴定20.00mL某未知浓度的H₂C₂O₄溶液，根据c点离子浓度之间的关系，得到c点的溶液是草酸钠的水溶液，根据滴定原理来计算；
②a点所示溶液显示酸性，此时草酸剩余，得到的是草酸和草酸钠的混合物，据此回答；
（5）①根据Ksp的意义结合物质的量浓度公式c=$\frac{n}{V}$来计算；
②根据Ksp表达式得到溶液中c（Fe^2-）：c（Ca^2-）等于K_sp（FeC₂O₄）：K_sp（CaC₂O₄），据此计算．

解答 解：（1）草酸钠（Na₂C₂O₄）溶液显碱性是草酸根离子水解导致，水解方程式为：C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-，故答案为：C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-；
（2）由KMnO₄能与热的经硫酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn²⁺和CO₂，则反应为2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ =K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，离子方程式是：2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+5C₂O₄^2-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）相同温度下，酸的浓度越小其电离程度越大，所以pH=3草酸的浓度大于pH=4草酸浓度的10倍，10mLpH=3的草酸溶液和100mLpH=4的草酸溶液，前者的物质的量大于后者，草酸和碱反应消耗碱的物质的量与酸的物质的量成正比，所以消耗氢氧化钠体积V₁＞V₂；故答案为：＞；
（4）①用0.100mol/L NaOH溶液滴定20.00mL某未知浓度的H₂C₂O₄溶液，根据c点离子浓度之间的关系，得到c点的溶液是草酸钠的水溶液，草酸和氢氧化钠之间按照1：2物质的量之比进行反应，所以该草酸溶液的物质的量浓度为$\frac{0.100mol/L×21.6mL}{20.00mL}$≈0.11mol/L，故答案为：0.11mol/L；
②a点所示溶液显示酸性，此时草酸剩余，得到的是草酸和草酸钠的混合物，各离子的浓度由大到小的顺序为c（C₂O₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（OH^-），故答案为：c（C₂O₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（OH^-）；
（5）①已知K_sp（CaC₂O₄）=2.5×10^-9，假设溶液的体积是1L，所以溶解的草酸钙的物质的量是5×10^-5mol，物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=5×10^-5mol/L，故答案为：5×10^-5mol/L；
②此温度下，向Na₂C₂O₄溶液中加入FeCl₂与CaCl₂，当两种沉淀共存时，溶液中c（Fe^2-）：c（Ca^2-）=K_sp（FeC₂O₄）：K_sp（CaC₂O₄）=$\frac{2.0×1{0}^{-7}}{2.5×1{0}^{-9}}$=80，故答案为：80．

点评 本题考查学生盐的水解原理的应用以及沉淀溶解平衡的有关计算知识，注意知识的迁移应用是解题的关键，难度中等．