Question

已知25℃時草酸的電離常數(shù)為K₁=5.0×10^-2，K₂=5.4×10^-5，草酸鈣的K_sp=4.0×10^-8，碳酸鈣的K_sp=2.5×10^-9．不同溫度下水的離子積常數(shù)見下表：

t/℃	0	10	20	25	40	50	90	100
Kw/10-14	0.134	0.292	0.681	1.00	2.92	5.57	38.0	55.0

（1）常溫下將0.2mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL混合后溶液顯酸性，則混合后溶液中各離子濃度的大小順序為

 

；
（2）已知草酸能使酸性高錳酸鉀溶液（稀硫酸酸化）褪色，試寫出反應的離子方程式：

 

；
若在錐形瓶中放入20.00mL未知濃度的草酸，用0.1mol/L高錳酸鉀溶液滴定，當?shù)竭_滴定終點時，溶液顏色的變化是

 

；若共消耗VmL高錳酸鉀溶液，則草酸的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L．
（2）90℃時，將0.005mol/L的氫氧化鈣溶液20mL與0.0012mol/L的草酸溶液20mL混合，則混合后溶液中各離子濃度的大小順序為

 

；
（3）25℃時向氫氧化鈣溶液中加入0.1mol/L碳酸鈉溶液充分攪拌，有白色的碳酸鈣沉淀生成，當溶液的pH=11時，c（CO₃^2-）=

 

mol/L；
若向20mL草酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol/L的碳酸鉀溶液10mL，能否產(chǎn)生沉淀，

 

（填“能”或“否”）．

Answer 1

考點：酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）兩溶液恰好反應生成草酸氫鉀，根據(jù)草酸氫根離子的水解程度小于電離程度判斷溶液中離子濃度大��；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被還原成二價錳離子；可利用KMnO₄溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點；設草酸的物質(zhì)的量濃度為xmol/L，根據(jù)反應中高錳酸鉀和草酸的物質(zhì)的量的關(guān)系來求解；
（3）根據(jù)混合后溶液中氫氧化鈣過量，溶液呈堿性來判斷；
（4）根據(jù)氫氧化鈣溶液的pH=11，求出溶液中C（OH^-）和C（Ca²⁺），根據(jù)的碳酸鈣的K_sp求出c（CO₃^2-）；根據(jù)草酸鈣的K_sp求出C（Ca²⁺），根據(jù)離子積Qc與碳酸鈣的Ksp的大小比較判斷有無沉淀生成．

解答： 解：（1）常溫下將0.2mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，反應生成草酸氫鉀，由于草酸氫根離子的電離程度遠遠大于其水解程度，所以溶液顯示酸性，c（H⁺）＞c（OH^-）  溶液中離子濃度大小為：c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，把草酸中的C從+3價氧化成+4價的二氧化碳，Mn元素從+7價變化到+2價的錳離子，由于草酸分子中有2個C原子，所以高錳酸鉀與草酸的反應比例為 5：2，故反應的方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；可利用KMnO₄溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點時，再滴加KMnO₄溶液時，溶液將由無色變?yōu)樽仙�；設草酸的物質(zhì)的量濃度為xmol/L，根據(jù)反應：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄ +6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
                                                    2            5
                                                  10^-4Vmol      0.02Xmol            
可得：

2

10-4V

=

5

0.02X

解得X=

V

80

mol/L
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；當?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色，即達滴定終點；

V

80

；
（3）0.005mol/L 20mL的氫氧化鈣溶液中氫氧化鈣的物質(zhì)的量n=CV=0.005mol/L×0.02L=10^-4mol/L，0.0012mol/L 20mL的草酸溶液中草酸的物質(zhì)的量為0.24×10^-4mol/L，根據(jù)草酸與氫氧化鈣的反應可知，氫氧化鈣過量，草酸完全反應，故溶液中離子濃度最大的為OH^-，其次為Ca²⁺，最小的為H⁺，
故答案為：c（OH^-）＞c（Ca²⁺）＞c（H⁺）；
（4）氫氧化鈣溶液的pH=11，可知溶液中C（OH^-）=10^-3mol/L，C（Ca²⁺）=

1

2

×10^-3mol/L=5×10^-4mol/L，因為有白色的碳酸鈣沉淀生成，即得到碳酸鈣的飽和溶液，大其溶解平衡，根據(jù)碳酸鈣的K_sp=c（CO₃^2-）×C（Ca²⁺）=2.5×10^-9，可知c（CO₃^2-）=5×10^-6mol/L；在草酸鈣的飽和溶液中，c（C₂O₄^2-）=C（Ca²⁺），根據(jù)草酸鈣的K_sp=4.0×10^-8，可知C（Ca²⁺）=2×10^-4mol/L，若向20mL草酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol/L的碳酸鉀溶液10mL后，由于溶液體積的變化，
C（Ca²⁺）=2×10^-4mol/L×

2

3

=

4

3

×10^-4mol/L，c（CO₃^2-）=8.0×10^-4mol/L×

1

3

=

8

3

×10^-4mol/L，故濃度積Qc=c（Ca²⁺）?c （CO₃^2-）=3.6×10^-8＞Ksp（2.5×10^-9），故有沉淀產(chǎn)生，故答案為：5.0×10^-6；能．

點評：本題考查了鹽溶液中離子濃度大小比較、氧化還原反應方程式的書寫以及沉淀的溶解平衡等內(nèi)容，難度較大．