Question

已知25℃時草酸的電離常數(shù)為K₁=5．O×10^-2，K₂=5.4×10^-5，草酸鈣的K_SP=4.0×10^-8，碳酸鈣的K_SP=2.5×10^-9．不同溫度下的水的離子積常數(shù)見表：

t/℃	0	10	20	25	40	50	90	100
KW /10-14	0.134	0.292	0.681	1.00	2.92	5.57	38.0	55.0

（1）計算25℃時KHC₂O₄溶液的水解平衡常數(shù)K_h=

 

； 寫出水溶液中草酸的電離方程式

 

；常溫下將0.2mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，則混合后溶液中各離子濃度的大小順序為

 

．
（2）90℃時，將0.005mol/L的Ba（OH）₂溶液20mL與0.0024mol/L的鹽酸溶液20mL混合，則混合后溶液的pH=

 

；（可能用到的對數(shù)：lg38=1.6，lg26=1.4，lg2=0.3）
（3）粗制的硫酸銅晶體中通常含有雜質(zhì)Fe²⁺，用重結(jié)晶的方法難以徹底除去，請給出除去Fe²⁺的常用方法

 

．
（4）25℃時向20mL碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8．O×10^-4mol/L的草酸鉀溶液10mL，能否產(chǎn)生沉淀，

 

 （填“能”或“否”）．
（5）計算50℃時水的電離常數(shù)大約為K_電離=

 

．

Answer 1

考點：酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）寫出草酸氫根離子水解方程式，然后根據(jù)水解平衡常數(shù)表達(dá)式及草酸、水的離子積整理后計算出水解平衡常數(shù)；草酸為二元弱酸，溶液中分步電離；兩溶液恰好反應(yīng)生成草酸氫鉀，根據(jù)草酸氫根離子的水解程度小于電離程度判斷溶液中離子濃度大小；
（2）先判斷過量情況，然后根據(jù)該溫度下水的離子積計算出混合后溶液中氫離子濃度及溶液的pH；
（3）將亞鐵離子氧化成鐵離子，鐵離子容易發(fā)生水解，在pH=4時能夠沉淀完全而除去；
（4）根據(jù)c（Ca²⁺）?c （C₂O₄^2-）和Ksp（4.0×10^-8）相對大小判斷，如果c（Ca²⁺）?c （C₂O₄^2-）＜Ksp（4.0×10^-8），則無沉淀生成；
（5）50℃時水的離子積Kw=c（OH^-）?c（H⁺）=5.57×10^-14，再根據(jù)1L水的質(zhì)量約為1000g計算出水的電離平衡常數(shù)．

解答： （1）HC₂O₄^-的水解方程式為：HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-，HC₂O₄^-的水解平衡常數(shù)為：K_h=

c(H2C2O4)?c(OH-)

c(HC2O4-)

=

c(H2C2O4)?c(OH-)?c(H+)

c(HC2O4-)?c(H+)

=

KW

K1(H2C2O4)

=

1×10-14

5.0×10-2

=2.0×10^-13；
草酸為二元弱酸，電離過程分步進(jìn)行，草酸的電離方程式為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
常溫下將0.2mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL混合，反應(yīng)生成草酸氫鉀，由于草酸氫根離子的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其水解程度，所以溶液顯示酸性，c（H⁺）＞c（OH^-）  溶液中離子濃度大小為：c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-），
故答案為：2.0×10^-13 ；H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
（2）90℃時，將0.005mol/L的Ba（OH）₂溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量為：0.005mol/L×2×0.02=0.0002mol，
0.0024mol/L的鹽酸溶液20mL中含有氫離子濃度為：0.0024mol/L×0.02L=0.000048mol，顯然氫氧根離子過量，混合后溶液顯示堿性，混合液中氫氧根離子濃度為：c（OH^-）=

0.0002mol-0.000048mol

0.02L+0.02L

=0.0038mol/L，90℃時水的離子積為：38×10^-14，混合液中氫離子濃度為：c（H⁺）=

38.0×10-14

0.0013

38.0×10-14

0.0038

mol/L=1×10^-10，溶液的pH=-lgc（H⁺）=-lg1×10^-10=10，
故答案為：10；
（3）提純時，為了除去Fe²⁺，常加入少量H₂O₂，發(fā)生2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，生成易水解的Fe³⁺，在pH=4時，可水解生成Fe（OH）₃沉淀而除去，
故答案為：加入過量的雙氧水，調(diào)節(jié)pH=4，使Fe³⁺ 轉(zhuǎn)化為沉淀而除去；
（4）碳酸鈣溶液中鈣離子濃度=

2.5×10-9

mol/L=5×10^-5mol/L，二者混合后，鈣離子濃度=

2

3

×10^-5mol/L，草酸鉀的濃度為

8

3

×10^-4 mol/L，混合后c（Ca²⁺）?c （C₂O₄^2-）=

2

3

×10^-5×

8

3

×10^-4=

16

9

×10^-9＜Ksp（4.0×10^-8），故無沉淀，
故答案為：否；
（5）水是弱電解質(zhì)，能電離出部分氫離子和氫氧根離子，即：H₂O?OH^-+H⁺，50℃時水的離子積Kw=c（OH^-）?c（H⁺）=5.57×10^-14，1L水的質(zhì)量約為1000g，1L水的物質(zhì)的量為：

1000g

18g/mol

=

500

9

mol，水的濃度為

500

9

mol/L，水的電離常數(shù)為：K_電離=

c(H+)?c(OH-)

c(H2O)

=

5.57×10-14

500 9

≈1.0×10^-15，
故答案為：1.0×10^-15．

點評：本題考查了酸堿混合的定性判斷、水的電離及其影響因素、弱電解質(zhì)的電離、難溶物的溶度積計算等知識，題目難度較大，試題涉及的知識點較多，題量較大，充分考查了學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況．