Question

（16分）草酸（H₂C₂O₄）是一種二元弱酸，主要用作還原劑和漂白劑。草酸的鹽可用作堿土金屬離子的廣譜沉淀劑。

（1）40 ℃時(shí)混合一定體積的0.1 mol/L H₂C₂O₄溶液與一定體積0.01 mol/L酸性KMnO₄溶液，填寫(xiě)表中空格。

溫度	v(H2C2O4)	v(KMnO4)	KMnO4褪色時(shí)間
40 ℃	10 ml	10 ml	40 s
40 ℃	20 ml	20 ml

（2）用甲基橙作指示劑，通過(guò)酸堿滴定可測(cè)定草酸溶液濃度。甲基橙是一種常用的酸堿指示劑，甲基橙（用化學(xué)式HIn表示）本身就是一種有機(jī)弱酸，其電離方程式為：HInH⁺+In^—。則酸根離子In^—的顏色是        。甲基橙的酸性與草酸相比，                 （填前者強(qiáng)、前者弱、十分接近、無(wú)法判斷）。

（3）常溫下有pH均為3的鹽酸和草酸溶液各10 ml，加水稀釋?zhuān)�在答題卷上畫(huà)出稀釋過(guò)程中兩種溶液中c(H⁺)變化的示意圖并作必要的標(biāo)注。

（4）常溫下MgC₂O₄的K_sp=8.1×10^-5，已知當(dāng)溶液中某離子的濃度≤10^-5 mol/L時(shí)可認(rèn)為該離子已沉淀完全。現(xiàn)為了沉淀1 L0.01 mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺，加入100 mL0.1 mol/L的(NH₄)₂C₂O₄溶液，通過(guò)計(jì)算判斷Mg²⁺是否已沉淀完全。

（5）(NH₄)₂C₂O₄溶液因NH₄⁺水解程度稍大于C₂O₄^2-而略顯酸性，0.1 mol/L(NH₄)₂C₂O₄溶液pH值6.4�，F(xiàn)有某未知溶液，常溫下由水電離出的c(H⁺)=1.0×10^-5 mol/L，該溶液pH可能是                （填字母）。

A．5                   B．6              C．7                   D．9

 

Answer 1

（1）40 s （2分）

（2）黃色   前者弱（各2分）

（3）如圖（3分，起點(diǎn)、終點(diǎn)各1分，斜率1分）

（4）MgCl₂與(NH₄)₂C₂O₄恰好完全反應(yīng)，但有

MgC₂O₄(s)Mg²⁺(aq)+C₂O₄^2-(aq)，c(Mg²⁺)·c(C₂O₄^2-)=K_sp=8.1×10^-5，

而c(Mg²⁺)=c(C₂O₄^2-)，

c(Mg²⁺)=(8.1×10^-5)^-1/2=9×10^-3 mol/L>10^-5mol/L

故Mg²⁺未沉淀完全。（4分）

（5）ABCD （3分，選對(duì)1個(gè)得1分，選對(duì)2個(gè)得2分，選對(duì)3個(gè)以上得3分）

解析:（1）反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，與反應(yīng)物的物質(zhì)的量多少無(wú)關(guān)，草酸和高錳酸鉀的濃度并沒(méi)有發(fā)生變化，而且溫度也沒(méi)有改變，所以反應(yīng)速率是不變的，即褪色時(shí)間是不變的。

（2）甲基橙的變色范圍是3.1～4.4，小于3.1時(shí)顯紅色，大于4.4時(shí)顯黃色。根據(jù)甲基橙的電離方程式可知，當(dāng)溶液堿性增強(qiáng)時(shí)平衡是向正反應(yīng)方向移動(dòng)的，所以該酸根的顏色是顯黃色的。因?yàn)椴菟徕c溶液水解顯堿性，此時(shí)甲基橙顯黃色。若草酸的酸性弱于甲基橙的，則在草酸溶液中甲基橙顯黃色，所以通過(guò)顏色的變化無(wú)法判斷滴定終點(diǎn)。因此草酸的酸性要強(qiáng)于甲基橙的，這樣在滴定過(guò)程中顏色才能發(fā)生變化。

（3）鹽酸是強(qiáng)酸，草酸是弱酸，存在電離平衡，所以在稀釋過(guò)程中鹽酸中氫離子的濃度始終小于草酸中氫離子的濃度。但當(dāng)無(wú)限稀釋時(shí)二者的PH均要無(wú)限接近7。

（4）1 L0.01 mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺的物質(zhì)的量是0.01mol，100 mL0.1 mol/L的(NH₄)₂C₂O₄溶液的物質(zhì)的量也是0.01mol，即二者恰好反應(yīng)。根據(jù)溶解平衡MgC₂O₄(s)Mg²⁺(aq)+C₂O₄^2-(aq)可知c(Mg²⁺)·c(C₂O₄^2-)=K_sp=8.1×10^-5

因?yàn)閏(Mg²⁺)=c(C₂O₄^2-)，所以c(Mg²⁺)=(8.1×10^-5)^-1/2=9×10^-3 mol/L>10^-5 mol/L

故Mg²⁺未沉淀完全。

（5）常溫下由水電離出的c(H⁺)=1.0×10^-5 mol/L，說(shuō)明該溶液中水的電離是被促進(jìn)的，若只有陽(yáng)離子水解，則溶液顯酸性，即此時(shí)溶液的pH為5。若只有陰離子水解，則溶液顯堿性，此時(shí)溶液中的c(OH^－)＝1.0×10^－5 mol/L，則溶液中的c(H⁺)=1.0×10^－9 mol/L所以溶液的pH是9。若溶液陰離子和陽(yáng)離子同時(shí)都水解。若陽(yáng)離子的水解程度大于陰離子的水解程度，則溶液顯堿性；若陽(yáng)離子的水解程度小于陰離子的水解程度，則溶液顯酸性；陽(yáng)離子的水解程度和陰離子的水解程度相同，則溶液顯中心，所以選項(xiàng)A、B、C、D均正確。