Question

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）40℃时将一定体积的0.1mol/L H₂C₂O₄溶液与一定体积0.01mol/L酸性KMnO₄溶液混合，分别完成了下表中①②组实验，请填写表中空格．

	温度	v（H2C2O4）	v（KMnO4）	KMnO4褪色时间
①组	40℃	10ml	10ml	40s
②组	40℃	20ml	20ml

写出上述化学反应的离子方程式

 

；其中②组实验中转移的电子数为

 

 N_A．
（2）用甲基橙作指示剂，通过酸碱滴定可测定草酸溶液浓度．甲基橙是一种常用的酸碱指示剂，甲基橙（用化学式HIn表示）本身就是一种有机弱酸，其电离方程式为：HIn═H⁺+In^-，其变色情况为：pH＜3.1显红色，3.1＜pH＜4.4显橙色，pH＞4.4显黄色．则酸根离子In^-的颜色是

 

．甲基橙的酸性与草酸相比，

 

（填前者强、前者弱、十分接近、无法判断）．
（3）常温下有pH均为3的盐酸和草酸溶液各10ml，加水稀释，在答题卷上画出稀释过程中[两种溶液中c（H⁺）变化趋势的示意图，并作必要的标注．
（4）常温下MgC₂O₄的K_sp=8.1×10^-6，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100mL 0.1mol/L MgCl₂溶液中的Mg²⁺，加入100mL 1mol/L的（NH₄）₂C₂O₄溶液，Mg²⁺

 

（填“是”或“否”）已沉淀完全．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,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）反应速率与温度、浓度都成正比，根据氧化还反应去写离子方程式，注意草酸是弱酸，并结合两者的量； 
（2）草酸抑制甲基橙电离，碱促进甲基橙电离，草酸溶液呈酸性，则溶液呈红色，加入碱时，碱和草酸反应促进甲基橙电离，溶液呈黄色；
根据强酸制取弱酸分析；
（3）pH相等的盐酸和草酸，草酸是弱酸，盐酸是强酸，加水稀释促进草酸电离，则在电离过程中，草酸中氢离子浓度大于盐酸；
（4）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）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，酸性高锰酸钾和草酸反应生成锰离子、二氧化碳和水，离子反应方程式为：6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O，因为等体积两者反应高锰酸钾不足，所以根据高锰酸钾求电子转移，
2 MnO₄^-～10 N_A，所以0.01mol/L×20ml×10^-3=2×10^-4mol，即转移电子数为：2×10^-4×10 N_A=2×10^-3 N_A，
故答案为：40s；6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O；2×10^-3； 
（2）甲基橙的变色范围是3.1～4.4，小于3.1时显红色，大于4.4时显黄色，根据甲基橙的电离方程式可知，当溶液碱性增强时平衡是向正反应方向移动的，所以该酸根的颜色是显黄色的，因为草酸钠溶液水解显碱性，此时甲基橙显黄色，若草酸的酸性弱于甲基橙的，则在草酸溶液中甲基橙显黄色，所以通过颜色的变化无法判断滴定终点，因此草酸的酸性要强于甲基橙的，这样在滴定过程中颜色才能发生变化，
故答案为：黄色；前者弱；
（3）盐酸是强酸，草酸是弱酸，存在电离平衡，所以在稀释过程中盐酸中氢离子的浓度始终小于草酸中氢离子的浓度．但当无限稀释时二者的PH均要无限接近7，所以其图象为，故答案为：；
（4）100mL 0.1mol/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．