Question

【題目】乙二酸俗稱草酸，草酸和草酸鹽在化學(xué)實驗中有比較重要的應(yīng)用。

(1)已知草酸氫鈉溶液呈酸性，請做出合理解釋(結(jié)合離子方程式)______。

(2)已知草酸的Ka2>碳酸的Ka1，則相同濃度的Na2C2O4和碳酸鈉溶液中，水的電離更強的是______。

(3)20.00mL 0.100mol/L VO2+離子恰好將20.00mL 0.050mol/L H2C2O4完全氧化成CO2，VO2+被還原為VOn+離子，則VOn+中的n值為______。

(4)草酸晶體的組成可表示為H2C2O4·xH2O，為測定x值，進(jìn)行下列實驗：①稱取Wg草酸晶體配成100.0mL水溶液；②取25.0mL所配草酸溶液置于錐形瓶中，加入適量稀H2SO4后，用濃度為c mol/L的KMnO4的溶液滴定，滴定時，所發(fā)生的反應(yīng)為：______ KMnO4+______ H2C2O4+______ H2SO4=______K2SO4+______CO2↑______MnSO4+______H2O

試回答下列問題：①配平上述化學(xué)方程式。

②該實驗滴定時，指示劑應(yīng)該______(填“加”或“不加”)。

③若滴定時，反應(yīng)前后的兩次讀數(shù)分別為a mL和b mL，則實驗測得的所配草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為______；由此計算出草酸晶體的x值是______。

Answer 1

【答案】HC2O4-H++C2O42- Na2CO3 2 2 5 3 1 10 2 8 不加 0.1c(b-a)mol/L

【解析】

(1)NaHC2O4溶液呈酸性，說明HC2O4-電離程度大于水解程度；

(2)酸的電離平衡常數(shù)越大，酸的酸性越強，其對應(yīng)的酸根離子水解程度越小，水的電離程度越小；

(3)VO2+離子恰好將H2C2O4完全氧化成CO2，則C元素的化合價由+3價升高為+4價，則V元素的化合價降低，由電子守恒計算；

(4)①該反應(yīng)中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?/span>+2價、C元素化合價由+3價變?yōu)?/span>+4價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；

②該實驗滴定時高錳酸鉀溶液呈紫色，生成物中都呈無色；

③滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后兩次讀數(shù)分別為amL和bmL，故消耗KMnO4溶液體積(b-a)mL，根據(jù)關(guān)系式2KMnO4～5H2C2O4計算25.0mL草酸溶液中n(H2C2O4)，進(jìn)而計算100mL草酸溶液中n′(H2C2O4)和c(H2C2O4)，計算草酸的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)式質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算求x的值。

草酸是二元弱酸，草酸氫鈉(NaHC2O4)在溶液中既存在HC2O4-的電離作用也存在其水解作用，電離產(chǎn)生H+使溶液顯酸性，水解產(chǎn)生OH-使溶液顯堿性；草酸氫鈉溶液顯酸性是草酸氫根離子電離作用大于水解作用，電離方程式為：HC2O4-H++C2O42-；

(2)酸的電離平衡常數(shù)越大，酸的酸性越強，其對應(yīng)的酸根離子水解程度越小，水的電離程度越小；由于草酸的Ka2>碳酸的Ka1，酸性：HC2O4->H2CO3>HCO3-，水解程度：C2O42-<CO32-，則相同濃度的Na2C2O4和碳酸鈉溶液中，水的電離更強的是Na2CO3；

(3)VO2+離子恰好將H2C2O4完全氧化成CO2，則C元素的化合價由+3價升高為+4價，VO2+被還原為VOn+離子，則V元素的化合價由+5價降低+(n+2)，由電子守恒可知，0.02L×0.1mol/L×(5-n-2)=0.02L×0.05mol/L×2×(4-3)，解得n=2；

(4)①該反應(yīng)中Mn元素化合價由反應(yīng)前KMnO4中+7價變?yōu)榉磻?yīng)后MnSO4中的+2價、C元素化合價由反應(yīng)前H2C2O4中的+3價變?yōu)榉磻?yīng)后CO2中的+4價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式為2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，故方程式系數(shù)由前到后依次是：2；5；3；1；10；2；8；

②該實驗滴定時高錳酸鉀溶液本身呈紫色，生成物中都呈無色，反應(yīng)現(xiàn)象明顯，不需要指示劑；

③滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后兩次讀數(shù)分別為a mL和b mL，故消耗KMnO4溶液體積(b-a)mL，n(KMnO4)=c mol/L×(b-a)×10-3L=c×(b-a)×10-3mol，根據(jù)關(guān)系式2KMnO4～5H2C2O4可知25.0mL草酸溶液中n(H2C2O4)=2.5×c×(b-a)×10-3mol，進(jìn)而計算100mL草酸溶液中n′(H2C2O4)= 2.5×c×(b-a)×10-3mol×= c×(b-a)×10-2mol，c(H2C2O4)==0.1c×(b-a) mol/L，草酸晶體中草酸的質(zhì)量為c×(b-a)×10-2mol×90g/mol=0.9c(b-a)g，由化學(xué)式可知：，解得x=。