Question

已知：乙二酸俗稱草酸（結構簡式為HOOC-COOH，可簡寫為H₂C₂O₄）．25℃時，草酸的電離平衡常數為K₁=5.0×10^-2，K₂=5.4×10^-5；碳酸（H₂CO₃）的電離平衡常數為K₁=4.4×10^-7，K₂=4.7×10^-11．草酸鈣的K_sp=4.0×10^-8，碳酸鈣的K_sp=2.5×10^-9．回答下列問題：
（1）寫出水溶液中草酸的電離方程式：______．
（2）往Na₂CO₃溶液中加入少量草酸溶液，發生反應的離子方程式為______．
（3）常溫下將0.4mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，則混合后溶液中陰離子濃度的大小順序為______．
（4）實驗室常用酸性高錳酸鉀溶液滴定草酸來測定草酸溶液的濃度．高錳酸鉀溶液常用______（填“稀硫酸”、“稀硝酸”或“稀鹽酸”）酸化，已知酸性高錳酸鉀和草酸反應的現象是：有氣泡產生，紫色消失，其反應的離子方程式為______．
（5）草酸鈣結石是五種腎結石里最為常見的一種．患草酸鈣結石的病人多飲白開水有利于結石的消融．請用化學用語和簡要的文字說明其原因：______．
（6）25℃時，向20mL碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入cmol/L的草酸鉀溶液20mL后，有草酸鈣沉淀生成，則c的最小值為______．

Answer 1

（1）酸是二元弱酸存在電離平衡，分步電離，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）電離平衡常數分析，酸性強弱順序為：草酸＞碳酸＞HC₂O₄^-＞HCO₃^-；往Na₂CO₃溶液中加入少量草酸溶液反應生成碳酸氫鈉和草酸鈉，反應的離子方程式為：2CO₃^2-+H₂C₂O₄=2HCO₃^-+C₂O₄^2-；
故答案為：2CO₃^2-+H₂C₂O₄=2HCO₃^-+C₂O₄^2-；
（3）將0.4mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，恰好反應生成草酸鉀溶液，K₂C₂O₄溶液中C₂O₄^2-水解分步進行，H₂O+C₂O₄^2-?HC₂O₄^-+OH^-，HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-，草酸根離子易水解而使其溶液呈堿性，但第一步水解大于第二步；
溶液中陰離子濃度大小為：c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HC₂O₄^-）；
故答案為：c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HC₂O₄^-）；
（4）高錳酸鉀溶液是強氧化性溶液，鹽酸中的氯離子會被氧化，硝酸本身具有強氧化性，草酸和高錳酸鉀溶液反應在酸性溶液中 發生氧化還原反應，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為錳離子，反應的離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：稀硫酸；5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（5）患草酸鈣結石的病人多飲白開水有利于結石的消融，利用的 原理是草酸鈣存在溶解沉淀平衡，CaC₂O₄（s）?Ca²⁺（aq）+C₂O₄^2-（aq），多飲白開水，導致c（Ca²⁺）、c（C₂O₄^2-）減小，使平衡向右移動，有利于CaC₂O₄的溶解，
故答案為：CaC₂O₄（s）?Ca²⁺（aq）+C₂O₄^2-（aq），多飲白開水，導致c（Ca²⁺）、c（C₂O₄^2-）減小，使平衡向右移動，有利于CaC₂O₄的溶解；
（6）25℃時，向20mL碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入cmol/L的草酸鉀溶液20mL后，有草酸鈣沉淀生成；
碳酸鈣的K_sp=2.5×10^-9=c（Ca²⁺）c（CO₃^2-），飽和溶液中鈣離子濃度c（Ca²⁺）=5×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（Ca²⁺）=2.5×10^-5mol/L，草酸鈣的K_sp=4.0×10^-8 =c（Ca²⁺）c（C₂O₄^2-）=2.5×10^-5mol/L×

c

2

mol/L，
c=

4×10-8×2

2.5×10-5mol/L

=3.2×10^-3，
故答案為：3.2×10^-3．