Question

【題目】乙二酸(H2C2O4)俗稱(chēng)草酸，在實(shí)驗(yàn)研究和化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛。

(1) 室溫下，測(cè)得 0.1 mol·L1 H2C2O4溶液的pH = 1.3，寫(xiě)出草酸的電離方程式_______。

(2)草酸溶液中各粒子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溶液pH變化關(guān)系如圖所示：

① 向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH = 2.5時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式是_______。

② 0.1 mol·L1 KHC2O4溶液中，下列粒子濃度關(guān)系正確的是_______(填序號(hào))。

a.c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(OH–)

b.c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4)

c.c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4)

(3)工業(yè)上利用硫酸亞鐵與草酸反應(yīng)制備草酸亞鐵晶體，其離子方程式為：Fe2+ + H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+

① 制備時(shí)需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的產(chǎn)率，從化學(xué)平衡移動(dòng)原理角度解釋原因：_____。

② 測(cè)定草酸亞鐵晶體(FeC2O4·xH2O)的x值，實(shí)驗(yàn)如下：稱(chēng)取0.5400 g草酸亞鐵晶體溶于一定濃度的硫酸中，用KMnO4酸性溶液滴定。到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗0.1000 mol·L－1的KMnO4酸性溶液18.00 mL。已知：滴定過(guò)程中鐵、碳元素被氧化為Fe3+、CO2，錳元素被還原為Mn2+則FeC2O4·xH2O中x = _______(FeC2O4的摩爾質(zhì)量是144 g·mol－1)。

Answer 1

【答案】H2C2O4 H+ + HC2O4－，HC2O4－ C2O42- + H+ bc NH3·H2O 與H+反應(yīng)，降低c(H+)濃度，使Fe2++ H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+ 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),產(chǎn)生更多的FeC2O4·xH2O 2

【解析】

（1）測(cè)得 0.1 mol·L1 H2C2O4溶液的pH=1.3，說(shuō)明草酸是二元弱酸；

（2）①向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5，圖像可以看出，隨著氫氧化鉀的加入，HC2O4－的濃度逐漸增大，草酸與氫氧化鉀反應(yīng)后生成HC2O4－和水；

② a. 根據(jù)電荷守恒判斷；

b．根據(jù)溶液中離子的電離和水解情況分析；

c．根據(jù)物料守恒判斷；

(3)①應(yīng)用勒夏特列原理，根據(jù)離子方程式：Fe2+ + H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+，滴加NH3·H2O 與H+反應(yīng)，降低c(H+)濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，產(chǎn)生更多的FeC2O4·xH2O；

②根據(jù)10FeC2O4xH2O+6KMnO4+4H2SO4═5Fe2(SO4)3+2CO2↑+6MnSO4+3K2SO4+(12+x)H2O可知，n(FeC2O4xH2O)=n(KMnO4)=×1mol/L×0.018L=0.03mol，則M(FeC2O4xH2O)==180g/mol，即FeC2O4xH2O的相對(duì)分子質(zhì)量為180，結(jié)合18x+144=180計(jì)算出x即可；

(1)二元弱酸分步電離，草酸電離方程式為：H2C2O4 H++HC2O4－，HC2O4－C2O42- +H+，

故答案為：H2C2O4 H+ + HC2O4－，HC2O4－ C2O42- + H+；

(2) a. 溶液中有的離子：HC2O4－、H2C2O4、C2O42-、OH–、K+，根據(jù)電荷守恒c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) +2c(C2O42–) + c(OH–)，故a錯(cuò)誤；

b. KHC2O4溶液中，HC2O4–要水解，c(K+) > c(HC2O4–) ，C2O42–是由HC2O4–電離后得到的，c(HC2O4–) > c(C2O42–)，H2C2O4是由HC2O4–水解后得到的，HC2O4-既能夠電離也能夠水解，KHC2O4溶液顯酸性，說(shuō)明HC2O4-的電離程度大于水解程度，可以得到c(C2O42–) > c(H2C2O4)，c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4)，故b正確；

c. 根據(jù)物料守恒，可得到c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4)，故c正確；

故答案為b，c；

(3)①應(yīng)用勒夏特列原理，根據(jù)離子方程式：Fe2+ + H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+，滴加NH3·H2O與H+反應(yīng)，降低c(H+)濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，產(chǎn)生更多的FeC2O4·xH2O，

故答案為：NH3·H2O 與H+反應(yīng)，降低c(H+)濃度，使Fe2++ H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，產(chǎn)生更多的FeC2O4·xH2O；

②根據(jù)10FeC2O4xH2O+6KMnO4+4H2SO4═5Fe2（SO4）3+2CO2↑+6MnSO4+3K2SO4+（12+x）H2O可知，n（FeC2O4xH2O）=n(KMnO4)=×1mol/L×0.018L=0.03mol，則M(FeC2O4xH2O)==180g/mol，即FeC2O4xH2O的相對(duì)分子質(zhì)量為180，結(jié)合18x+144=180，解得x=2；

故答案為：2。