Question

7．草酸（H₂C₂O₄）是一种还原性二元酸，存在于菠菜等植物中．已知常温下，草酸的电离常数K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5．溶度积常数：草酸钙K_sp（CaC₂O₄）=4.0×10^-8，K_sp（CaSO₄）=7.10×10^-9．请回答下列问题：
（1）生活中，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．简述理由：豆腐里的钙盐和菠菜里的草酸容易形成草酸钙，不利于人体吸收
（2）写出草酸在水中的电离方程式：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺、HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺
（3）已知KHC₂O₄溶液显酸性则溶液中c（H₂C₂O₄）＜（填“＞”、“＜“或“=”，下同）c（C₂O₄^2-）．若0.1mol•L^-1的H₂C₂O₄溶液中第二步电离的c（H⁺）=amol•L^-1，则0.1mol•L^-1的KHC₂O₄溶液中HC₂O₄^-电离出来的c（H⁺）＞amol•L^-1
（4）常温下，将1mL某浓度草酸溶液加蒸馏水稀释，其溶液pH与加水稀释后溶液体积关系如图所示．能代表草酸溶液稀释情况的曲线是Ⅱ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）在稀释该溶液过程中，下列物理量始终增大的是CD
A．$\frac{c（{H}^{+}）•c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$ B.$\frac{c（H+）•c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$C.$\frac{c（{C}_{2}{O}_{{4}^{2-}}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$ D．$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$．
（5）草酸亚铁是草酸的重要盐类，它是制备高纯度活性铁粉的原料，测定药品纯度步骤如下：准确称取wg草酸亚铁（FeC₂O₄）样品，将其研磨成粉末（假设杂质不反应），后溶于适量的稀碳酸配制成250mL溶液．准确量取20mL该溶液于容量瓶中，用c1mol•L^-1的K₂Cr₂O₇酸性溶液（用稀硫酸酸化）滴定至终点，消耗滴定液VmL，（还原产物为Cr³⁺，氧化产物为Fe³⁺和CO₂）
①盛装滴定液的滴定管宜选择B（填字母）
A．碱式滴定管 B．酸式滴定管 C．棕色滴定管
②根据上述数据计算，该草酸亚铁样品纯度为$\frac{360{c}_{1}V}{w}$%．

Answer 1

分析 （1）豆腐里的钙和菠菜里的草酸容易形成草酸钙，不利于人体吸收；
（2）二元弱酸分步电离，用可逆号；
（3）KHC₂O₄溶液显酸性说明HC₂O₄^-的电离程度大于水解程度，因此c（C₂O₄^2-）大于c（H₂C₂O₄）；氢离子浓度越大，HC₂O₄^-的电离程度越小；
（4）草酸为二元弱酸，加水稀释1000倍，pH增大不到3个单位；稀释过程促进草酸的电离，
A．$\frac{c（{H}^{+}）•c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$=K_a1，电离平衡常数只受到温度的影响；

B.$\frac{c（H+）•c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$=K_a2，电离平衡常数只受到温度的影响；

C.$\frac{c（{C}_{2}{O}_{{4}^{2-}}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{n（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}{n（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$，草酸加水稀释，n（C₂O₄^2-）增大，n（H₂C₂O₄）减小；
D．$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$，草酸加水稀释，c（H⁺）减小，由Kw=c（H⁺）•c（OH^-）不变可知c（H⁺）增大；
（5）①K₂Cr₂O₇酸性溶液（用稀硫酸酸化）为酸性、强氧化性溶液，对橡胶造成腐蚀，应使用酸式滴定管；
②草酸亚铁与重铬酸钾反应K₂Cr₂O₇+2FeC₂O₄+7H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+Cr₂（SO₄）₃+K₂SO₄+7H₂O+4CO₂↑，wg草酸亚铁（FeC₂O₄）样品中含有FeC₂O₄的质量为
c₁mol•L^-1×V×10^-3L×2×$\frac{250ml}{20ml}$×144g/mol=3.6c₁V g，草酸亚铁样品纯度为$\frac{3.6{c}_{1}Vg}{wg}$×100%．

解答 解：（1）草酸钙是不能被人体吸收的沉积物，豆腐中含有较多的钙盐，豆腐里的钙盐和菠菜里的草酸容易形成草酸钙，不利于人体吸收，
故答案为：豆腐里的钙盐和菠菜里的草酸容易形成草酸钙，不利于人体吸收；
（2）草酸是二元弱酸，在水溶液里存在两步电离，第一步电离程度大于第二步，其电离方程式分别为：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺、HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺，
故答案为：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺、HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；
（3）KHC₂O₄溶液显酸性说明HC₂O₄^-的电离程度大于水解程度，因此c（C₂O₄^2-）大于c（H₂C₂O₄），同为0.1mol•L^-1的H₂C₂O₄溶液何KHC₂O₄溶液相比，KHC₂O₄溶液中氢离子浓度较小，对HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺的抑制就小，因此0.1mol•L^-1的KHC₂O₄溶液中HC₂O₄^-电离出来的c（H⁺）＞amol•L^-1，
故答案为：＜；＞；
（4）草酸为二元弱酸，pH=2的草酸溶液，加水稀释1000倍，pH增大不到3个单位，因此能代表草酸溶液稀释情况的曲线是Ⅱ；
稀释过程促进草酸的电离，则
A．$\frac{c（{H}^{+}）•c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$=K_a1，电离平衡常数只受到温度的影响，因此比值始终不变；

B.$\frac{c（H+）•c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$=K_a2，电离平衡常数只受到温度的影响，因此比值始终不变；

C.$\frac{c（{C}_{2}{O}_{{4}^{2-}}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{n（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}{n（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$，草酸加水稀释，n（C₂O₄^2-）增大，n（H₂C₂O₄）减小，因此比值增大；
D．$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$，草酸加水稀释，c（H⁺）减小，由Kw=c（H⁺）•c（OH^-）不变可知c（H⁺）增大，因此比值增大；
故答案为：Ⅱ；CD；
（5）①K₂Cr₂O₇酸性溶液（用稀硫酸酸化）为酸性、强氧化性溶液，对橡胶造成腐蚀，应使用酸式滴定管，故答案为：B；
②草酸亚铁与重铬酸钾反应K₂Cr₂O₇+2FeC₂O₄+7H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+Cr₂（SO₄）₃+K₂SO₄+7H₂O+4CO₂↑，则
wg草酸亚铁（FeC₂O₄）样品中含有FeC₂O₄的物质的量为c₁mol•L^-1×V×10^-3L×2，
质量为c₁mol•L^-1×V×10^-3L×2×$\frac{250ml}{20ml}$×144g/mol=3.6c₁V g，
草酸亚铁样品纯度为$\frac{3.6{c}_{1}Vg}{wg}$×100%=$\frac{360{c}_{1}V}{w}$%，
故答案为：$\frac{360{c}_{1}V}{w}$%．

点评 本题考查了弱电解质在水溶液中的电离和滴定实验的测定，综合性较强，难度较大，其中（5）②草酸纯度的计算是本题的难点，而根据所给信息写出草酸亚铁与重铬酸钾反应方程式尤为关键．