Question

2．草酸（H₂C₂O₄）是一种二元弱酸，主要用作还原剂和漂白剂．草酸的盐可用作碱土金属离子的广谱沉淀剂．
（1）草酸的电离方程式：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺ HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺．
（2）浓度为0.1mol/L的Na₂C₂O₄溶液中：c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）=0.1mol/L
（3）40℃时混合一定体积的0.1mol/L H₂C₂O₄溶液与一定体积0.01mol/L酸性KMnO₄溶液，填写表中空格．

温度	v（H2C2O4）	v（KMnO4）	KMnO4褪色时间
40℃	10mL	10mL	40s
40℃	20mL	20mL

（4）结晶水合草酸（H₂C₂O₄•2H₂O）成品的纯度用高锰酸钾法测定．称量草酸成品0.250g溶于水，用0.0500mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO₄溶液15.00mL，反应的离子方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；列式计算该成品的纯度94.5%．
（5）常温下MgC₂O₄的K_sp=8.1×10^-5，已知当溶液中某离子的浓度≤10^-5mol/L时可认为该离子已沉淀完全．现为了沉淀1L0.01mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺，加入100mL0.1mol/L的（NH₄）₂C₂O₄溶液，通过计算判断Mg²⁺是否已沉淀完全（写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）草酸是二元弱酸，其分部电离；
（2）根据溶液中的物料守恒分析；
（3）反应速率与温度、浓度都成正比；
（4）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，根据草酸和高锰酸钾之间的关系式计算草酸的物质的量，再根据质量分数公式计算其纯度；
（5）根据c（Mg²⁺）•c（C₂O₄^2-）与溶度积常数相对大小判断是否完全沉淀，如果c（Mg²⁺）•c（C₂O₄^2-）小于溶度积常数，则完全沉淀．

解答 解：（1）草酸（H₂C₂O₄）是一种二元弱酸，其分部电离，电离方程式为H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-，
故答案为：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
（2）浓度为0.1mol/L的Na₂C₂O₄溶液中存在物料守恒，即：c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）=0.1mol/L；
故答案为：0.1；
（3）反应速率与温度、浓度都成正比，二者的温度和浓度都相等，则反应速率相等，则反应速率相等，则褪色时间相等，故答案为：40s；
（4）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，离子反应方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
设草酸的物质的量为xmol，则：
5H₂C₂O₄+6H⁺+2MnO₄^-=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
5mol       2mol
x    0.0500mol•L^-1×0.015L
所以，5mol：2mol=x：0.0500mol•L^-1×0.015L
解得x=0.001875mol，
故其纯度=$\frac{0.001875mol×126g/mol}{0.25g}$×100%=94.5%，
故答案为：5H₂C₂O₄+6H⁺+2MnO₄^-=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；94.5%；
（5）1L 0.01mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺的物质的量是0.01mol，100 mL0.1 mol/L的（NH₄）₂C₂O₄溶液的物质的量也是0.01mol，即二者恰好反应．根据溶解平衡MgC₂O₄（s）?Mg²⁺（aq）+C₂O₄^2-（aq）可知c（Mg²⁺）•c（C₂O₄^2-）=K_sp=8.1×10^-5，因为c（Mg²⁺）=c（C₂O₄^2-），所以c（Mg²⁺）=（8.1×10^-5）^-1/2=9×10^-3 mol/L＞10^-5 mol/L，故Mg²⁺未沉淀完全，
故答案为：否．

点评 本题考查了弱电解质的电离、难溶物的溶解平衡、盐类水解等知识点，根据弱电解质的电离特点、溶度积常数、盐类水解特点来分析解答即可，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．