Question

11．已知25℃時(shí)草酸的電離常數(shù)為K₁=5.00×10^-2，K₂=5.40×10^-5，草酸鈣的K_sp=4.00×10^-8，碳酸鈣的K_sp=2.50×10^-9．不同溫度下水的離子積常數(shù)見下表：

t/℃	0	10	20	25	40	50	90	100
Kw/10-14	0.134	0.292	0.681	1.00	2.92	5.58	38.0	55.0

（1）草酸在水溶液中所有的電離反應(yīng)方程式H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；
計(jì)算25℃時(shí)KHC₂O₄溶液的水解平衡常數(shù)K_h=2.0×10^-13；
（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，則混合后溶液中各離子的濃度由大到小順序?yàn)閏（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
（3）90℃時(shí)，將0.005mol/L的Ba（OH）₂溶液20mL與0.0024mol/L的HCl溶液20mL混合，混合后溶液的pH=10；
（4）25℃時(shí)向20mL碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol/L的草酸鉀溶液10mL，不能（填“能”或“不能”）產(chǎn)生沉淀．

Answer 1

分析 （1）草酸為二元弱酸，溶液中分步電離；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(jì)算出水解平衡常數(shù)；
（2）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��；
（2）先判斷過量情況，然后根據(jù)該溫度下水的離子積計(jì)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(shí)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(duì)大小判斷，如果c（Ca²⁺）•c （C₂O₄^2-）＜Ksp（4.0×10^-8），則無沉淀生成．

解答 解：（1）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-；
HC₂O₄^-的水解方程式為：HC₂O₄^-+H₂O?H₂C₂O₄+OH^-，HC₂O₄^-的水解平衡常數(shù)為：K_h=$\frac{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）•c（O{H}^{-}）}{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}$=$\frac{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）•c（O{H}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）•c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{1}（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{5.0×1{0}^{-2}}$=2.0×10^-13；
故答案為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；2.0×10^-13；
（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：c（K⁺）＞c（ HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
（3）90℃時(shí)，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^-）=$\frac{0.0002mol-0.000048mol}{0.02L+0.02L}$=0.0038mol/L，90℃時(shí)水的離子積為：38×10^-14，混合液中氫離子濃度為：c（H⁺）=$\frac{38.0×1{0}^{-14}}{0.0038}$mol/L=1×10^-10，溶液的pH=-lgc（H⁺）=-lg1×10^-10=10，
故答案為：10；
（4）碳酸鈣溶液中鈣離子濃度=$\sqrt{2.5×1{0}^{-9}}$mol/L=5×10^-5mol/L，二者混合后，鈣離子濃度=$\frac{2}{3}$×10^-5mol/L，草酸鉀的濃度為$\frac{8}{3}$×10^-4 mol/L，混合后c（Ca²⁺）•c （C₂O₄^2-）=$\frac{2}{3}$×10^-5×$\frac{8}{3}$×10^-4=$\frac{16}{9}$×10^-9＜Ksp（4.0×10^-8），故無沉淀，
故答案為：不能．

點(diǎn)評(píng) 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(jì)算等知識(shí)，題目難度較大，試題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，題量較大，充分考查了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況．