Question

已知：乙二酸俗称草酸（结构简式为HOOC-COOH，可简写为H₂C₂O₄）．25℃时，草酸的电离平衡常数为K₁=5.0×10^-2，K₂=5.4×10^-5；碳酸（H₂CO₃）的电离平衡常数为K₁=4.4×10^-7，K₂=4.7×10^-11．草酸钙的K_sp=4.0×10^-8，碳酸钙的K_sp=2.5×10^-9．回答下列问题：
（1）写出水溶液中草酸的电离方程式：

 

．
（2）往Na₂CO₃溶液中加入少量草酸溶液，发生反应的离子方程式为

 

．
（3）常温下将0.4mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，则混合后溶液中阴离子浓度的大小顺序为

 

．
（4）实验室常用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸来测定草酸溶液的浓度．高锰酸钾溶液常用

 

（填“稀硫酸”、“稀硝酸”或“稀盐酸”）酸化，已知酸性高锰酸钾和草酸反应的现象是：有气泡产生，紫色消失，其反应的离子方程式为

 

．
（5）草酸钙结石是五种肾结石里最为常见的一种．患草酸钙结石的病人多饮白开水有利于结石的消融．请用化学用语和简要的文字说明其原因：

 

．
（6）25℃时，向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入c mol/L的草酸钾溶液20mL后，有草酸钙沉淀生成，则c的最小值为

 

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Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）草酸是二元弱酸存在电离平衡，分步电离；
（2）依据电离平衡常数分析，酸性强弱顺序为：草酸＞碳酸＞HC₂O₄^-＞HCO₃^-；往Na₂CO₃溶液中加入少量草酸溶液反应生成碳酸氢钠和草酸钠；
（3）将0.4mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，恰好反应生成草酸钾溶液，依据草酸跟离子分步水解分析溶液中离子浓度大小；
（4）高锰酸钾溶液是强氧化性溶液，盐酸中的氯离子会被氧化，硝酸本身具有强氧化性，草酸和高锰酸钾溶液反应在酸性溶液中 发生氧化还原反应，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子；
（5）依据沉淀溶解平衡移动影响因素分析判断；
（6）依据碳酸钙溶度积常数计算钙离子浓度，等体积混合后钙离子和草酸根离子浓度减少一半，根据草酸钙的溶度积常数计算得到醋酸根离子的最小浓度．

解答： 解：（1）酸是二元弱酸存在电离平衡，分步电离，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）电离平衡常数分析，酸性强弱顺序为：草酸＞碳酸＞HC₂O₄^-＞HCO₃^-；往Na₂CO₃溶液中加入少量草酸溶液反应生成碳酸氢钠和草酸钠，反应的离子方程式为：2CO₃^2-+H₂C₂O₄=2HCO₃^-+C₂O₄^2-；
故答案为：2CO₃^2-+H₂C₂O₄=2HCO₃^-+C₂O₄^2-；
（3）将0.4mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，恰好反应生成草酸钾溶液，K₂C₂O₄溶液中C₂O₄^2-水解分步进行，H₂O+C₂O₄^2-?HC₂O₄^-+OH^-，HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-，草酸根离子易水解而使其溶液呈碱性，但第一步水解大于第二步；
溶液中阴离子浓度大小为：c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HC₂O₄^-）；
故答案为：c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HC₂O₄^-）；
（4）高锰酸钾溶液是强氧化性溶液，盐酸中的氯离子会被氧化，硝酸本身具有强氧化性，草酸和高锰酸钾溶液反应在酸性溶液中 发生氧化还原反应，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：稀硫酸；5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（5）患草酸钙结石的病人多饮白开水有利于结石的消融，利用的 原理是草酸钙存在溶解沉淀平衡，CaC₂O₄（s）?Ca²⁺（aq）+C₂O₄^2- （aq），多饮白开水，导致c（Ca²⁺）、c（C₂O₄^2-）减小，使平衡向右移动，有利于CaC₂O₄的溶解，
故答案为：CaC₂O₄（s）?Ca²⁺（aq）+C₂O₄^2- （aq），多饮白开水，导致c（Ca²⁺）、c（C₂O₄^2-）减小，使平衡向右移动，有利于CaC₂O₄的溶解；
（6）25℃时，向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入c mol/L的草酸钾溶液20mL后，有草酸钙沉淀生成；
碳酸钙的K_sp=2.5×10^-9=c（Ca²⁺）c（CO₃^2-），饱和溶液中钙离子浓度c（Ca²⁺）=5×10^-5mol/L，等体积混合后溶液中c（Ca²⁺）=2.5×10^-5mol/L，草酸钙的K_sp=4.0×10^-8 =c（Ca²⁺）c（C₂O₄^2-）=2.5×10^-5mol/L×

c

2

mol/L，
c=

4×10-8×2

2.5×10-5mol/L

=3.2×10^-3，
故答案为：3.2×10^-3．

点评：本题考查了弱电解质的电离、难溶物的溶解平衡，明确弱电解质电离特点及溶度积常数的运用是解本题关键，难度中等．