Question

已知：乙二酸俗称草酸（结构简式为HOOC-COOH，可简写为H 2 C 2 O 4 ）．25℃时，草酸的电离平衡常数为K 1

已知：乙二酸俗称草酸（结构简式为HOOC-COOH，可简写为H 2 C 2 O 4 ）．25℃时，草酸的电离平衡常数为K 1 =5.0×10 -2 ，K 2 =5.4×10 -5 ；碳酸（H 2 CO 3 ）的电离平衡常数为K 1 =4.4×10 -7 ，K 2 =4.7×10 -11 ．草酸钙的K sp =4.0×10 -8 ，碳酸钙的K sp =2.5×10 -9 ．回答下列问题：（1）写出水溶液中草酸的电离方程式：______．（2）往Na 2 CO 3 溶液中加入少量草酸溶液，发生反应的离子方程式为______．（3）常温下将0.4mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，则混合后溶液中阴离子浓度的大小顺序为______．（4）实验室常用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸来测定草酸溶液的浓度．高锰酸钾溶液常用______（填“稀硫酸”、“稀硝酸”或“稀盐酸”）酸化，已知酸性高锰酸钾和草酸反应的现象是：有气泡产生，紫色消失，其反应的离子方程式为______．（5）草酸钙结石是五种肾结石里最为常见的一种．患草酸钙结石的病人多饮白开水有利于结石的消融．请用化学用语和简要的文字说明其原因：______．（6）25℃时，向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入cmol/L的草酸钾溶液20mL后，有草酸钙沉淀生成，则c的最小值为______．

Answer 1

（1）酸是二元弱酸存在电离平衡，分步电离，电离方程式为：H 2 C 2 O 4 ?H + +HC 2 O 4 - ，HC 2 O 4 - ?H + +C 2 O 4 2- ； 故答案为：H 2 C 2 O 4 ?H + +HC 2 O 4 - ，HC 2 O 4 - ?H + +C 2 O 4 2- ； （2）电离平衡常数分析，酸性强弱顺序为：草酸＞碳酸＞HC 2 O 4 - ＞HCO 3 - ；往Na 2 CO 3 溶液中加入少量草酸溶液反应生成碳酸氢钠和草酸钠，反应的离子方程式为：2CO 3 2- +H 2 C 2 O 4 =2HCO 3 - +C 2 O 4 2- ； 故答案为：2CO 3 2- +H 2 C 2 O 4 =2HCO 3 - +C 2 O 4 2- ； （3）将0.4mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，恰好反应生成草酸钾溶液，K 2 C 2 O 4 溶液中C 2 O 4 2- 水解分步进行，H 2 O+C 2 O 4 2- ?HC 2 O 4 - +OH - ，HC 2 O 4 - +H 2 O?H 2 C 2 O 4 +OH - ，草酸根离子易水解而使其溶液呈碱性，但第一步水解大于第二步； 溶液中阴离子浓度大小为：c（C 2 O 4 2- ）＞c（OH - ）＞c（HC 2 O 4 - ）； 故答案为：c（C 2 O 4 2- ）＞c（OH - ）＞c（HC 2 O 4 - ）； （4）高锰酸钾溶液是强氧化性溶液，盐酸中的氯离子会被氧化，硝酸本身具有强氧化性，草酸和高锰酸钾溶液反应在酸性溶液中 发生氧化还原反应，草酸被氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为：5H 2 C 2 O 4 +2MnO 4 - +6H + =2Mn 2+ +10CO 2 ↑+8H 2 O， 故答案为：稀硫酸；5H 2 C 2 O 4 +2MnO 4 - +6H + =2Mn 2+ +10CO 2 ↑+8H 2 O； （5）患草酸钙结石的病人多饮白开水有利于结石的消融，利用的 原理是草酸钙存在溶解沉淀平衡，CaC 2 O 4 （s）?Ca 2+ （aq）+C 2 O 4 2- （aq），多饮白开水，导致c（Ca 2+ ）、c（C 2 O 4 2- ）减小，使平衡向右移动，有利于CaC 2 O 4 的溶解， 故答案为：CaC 2 O 4 （s）?Ca 2+ （aq）+C 2 O 4 2- （aq），多饮白开水，导致c（Ca 2+ ）、c（C 2 O 4 2- ）减小，使平衡向右移动，有利于CaC 2 O 4 的溶解； （6）25℃时，向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入cmol/L的草酸钾溶液20mL后，有草酸钙沉淀生成； 碳酸钙的K sp =2.5×10 -9 =c（Ca 2+ ）c（CO 3 2- ），饱和溶液中钙离子浓度c（Ca 2+ ）=5×10 -5 mol/L，等体积混合后溶液中c（Ca 2+ ）=2.5×10 -5 mol/L，草酸钙的K sp =4.0×10 -8 =c（Ca 2+ ）c（C 2 O 4 2- ）=2.5×10 -5 mol/L× c 2 mol/L， c= 4×1 0 -8 ×2 2.5×1 0 -5 mol/L =3.2×10 -3 ， 故答案为：3.2×10 -3 ．