Question

2．草酸（H₂C₂O₄）是一種二元弱酸，主要用作還原劑和漂白劑．草酸的鹽可用作堿土金屬離子的廣譜沉淀劑．
（1）草酸的電離方程式：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺ HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺．
（2）濃度為0.1mol/L的Na₂C₂O₄溶液中：c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）=0.1mol/L
（3）40℃時(shí)混合一定體積的0.1mol/L H₂C₂O₄溶液與一定體積0.01mol/L酸性KMnO₄溶液，填寫表中空格．

溫度	v（H2C2O4）	v（KMnO4）	KMnO4褪色時(shí)間
40℃	10mL	10mL	40s
40℃	20mL	20mL

（4）結(jié)晶水合草酸（H₂C₂O₄•2H₂O）成品的純度用高錳酸鉀法測(cè)定．稱量草酸成品0.250g溶于水，用0.0500mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，至淺粉紅色不消褪，消耗KMnO₄溶液15.00mL，反應(yīng)的離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；列式計(jì)算該成品的純度94.5%．
（5）常溫下MgC₂O₄的K_sp=8.1×10^-5，已知當(dāng)溶液中某離子的濃度≤10^-5mol/L時(shí)可認(rèn)為該離子已沉淀完全．現(xiàn)為了沉淀1L0.01mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺，加入100mL0.1mol/L的（NH₄）₂C₂O₄溶液，通過計(jì)算判斷Mg²⁺是否已沉淀完全（寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

分析 （1）草酸是二元弱酸，其分部電離；
（2）根據(jù)溶液中的物料守恒分析；
（3）反應(yīng)速率與溫度、濃度都成正比；
（4）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，根據(jù)草酸和高錳酸鉀之間的關(guān)系式計(jì)算草酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算其純度；
（5）根據(jù)c（Mg²⁺）•c（C₂O₄^2-）與溶度積常數(shù)相對(duì)大小判斷是否完全沉淀，如果c（Mg²⁺）•c（C₂O₄^2-）小于溶度積常數(shù)，則完全沉淀．

解答 解：（1）草酸（H₂C₂O₄）是一種二元弱酸，其分部電離，電離方程式為H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-，
故答案為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
（2）濃度為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；
故答案為：0.1；
（3）反應(yīng)速率與溫度、濃度都成正比，二者的溫度和濃度都相等，則反應(yīng)速率相等，則反應(yīng)速率相等，則褪色時(shí)間相等，故答案為：40s；
（4）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，離子反應(yīng)方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
設(shè)草酸的物質(zhì)的量為xmol，則：
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，
故其純度=$\frac{0.001875mol×126g/mol}{0.25g}$×100%=94.5%，
故答案為：5H₂C₂O₄+6H⁺+2MnO₄^-=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；94.5%；
（5）1L 0.01mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺的物質(zhì)的量是0.01mol，100 mL0.1 mol/L的（NH₄）₂C₂O₄溶液的物質(zhì)的量也是0.01mol，即二者恰好反應(yīng)．根據(jù)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?yàn)閏（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，
故答案為：否．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了弱電解質(zhì)的電離、難溶物的溶解平衡、鹽類水解等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)、溶度積常數(shù)、鹽類水解特點(diǎn)來分析解答即可，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．