Question

【題目】已知：乙二酸俗稱草酸（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOC—COOH，可簡(jiǎn)寫為H2C2O4)。25℃時(shí)，草酸的電離平衡常數(shù)為K1=5.0×10-2，K2=5.4×10-5；碳酸（H2CO3）的電離平衡常數(shù)為K1=4.5×10-7，K2= 4.7×10-11。草酸鈣的Ksp=4.0×10-8，碳酸鈣的Ksp=2.5×10-9�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）相同條件下等物質(zhì)的量濃度的Na2C2O4溶液的pH比Na2CO3溶液的pH_____ （填“大”、“小”或“相等”）；

（2）常溫下將20 mL 0.4 mol/L的KOH溶液與20 mL 0.2 mol/L的草酸溶液混合，則混合后溶液中陰離子濃度的大小順序?yàn)?/span>_______________________；

（3）25℃時(shí)向20 mL碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol/L的草酸鉀溶液20 mL，能否產(chǎn)生沉淀________（填“能”或“不能”）.

（4）酸性KMnO4溶液能與草酸（H2C2O4）溶液反應(yīng)，某探究小組利用反應(yīng)過(guò)程中溶液紫色消失快慢的方法來(lái)研究影響反應(yīng)速率的因素。

Ⅰ.實(shí)驗(yàn)前首先用濃度為0.1000molL-1酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸。

①高錳酸鉀溶液常用______（填“稀硫酸”、“稀硝酸”、“稀鹽酸”）酸化，寫出滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 _____________________________。

②滴定過(guò)程中操作滴定管的圖示正確的是 ______________（填編號(hào)）。

①判斷滴定終點(diǎn)的方法是：_________________________________________。

②若配制酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),俯視容量瓶的刻度線，會(huì)使測(cè)得的草酸溶液濃度________（填“偏高”或“偏低”或“不變”）。

Ⅱ.通過(guò)滴定實(shí)驗(yàn)得到草酸溶液的濃度為0.2000mol·L-1 。用該草酸溶液按下表進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)（每次實(shí)驗(yàn)草酸溶液的用量均為8mL）。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫 度（℃）	催化劑用量(g)	酸性高錳酸鉀溶液		實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> a.實(shí)驗(yàn)1和2探究 b.實(shí)驗(yàn)1 和3 探究反應(yīng)物濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； c.實(shí)驗(yàn)1 和4 探究催化劑對(duì)該反應(yīng)速率的影響。
			體積（mL）	濃度 (molL-1)
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

①寫出表中a 對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>_______________________；

②該小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)1和3分別進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計(jì)時(shí)）：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溶液褪色所需時(shí)間（min）
	第1 次	第2 次	第3 次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述數(shù)據(jù)后得出“當(dāng)其它條件相同時(shí)，酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小，褪色時(shí)間就越短，即反應(yīng)速率就越快”的結(jié)論。某同學(xué)認(rèn)為該小組“探究反應(yīng)物濃度對(duì)速率影響”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題，從而得到了錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，請(qǐng)簡(jiǎn)述改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案________。

Answer 1

【答案】 小 c (C2O42-) > c (OH-) >c (HC2O4-) 不能 稀硫酸 6H++2MnO4-+5H2C2O4 = 10CO2↑+2Mn2++8H2O A 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝愿咤i酸鉀溶液，溶液恰好由無(wú)色變?yōu)樽霞t色且半分鐘內(nèi)不變色 偏低 探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響 其它條件相同時(shí)，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應(yīng)，測(cè)量溶液褪色時(shí)間

【解析】（1）草酸的第二步電離平衡常數(shù)大于碳酸的第二步電離平衡常數(shù)，電離平衡常數(shù)越小，其酸根離子的水解程度越大，所以碳酸根離子的水解程度大于草酸根離子，導(dǎo)致草酸鈉的pH小于碳酸鈉；（2）常溫下，0.4mol/L的KOH溶液20mL與0.2mol/L的草酸溶液20mL恰好反應(yīng)生成草酸鈉，醋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，兩步水解都生成氫氧根離子，所以溶液中陰離子濃度大小順序是c (C2O42-) > c (OH-) >c (HC2O4-)；（3）碳酸鈣溶液中鈣離子濃度=mol/L=5×10-5mol/L，二者混合后，鈣離子濃度=2.5×10-5mol/L，草酸鉀的濃度為4.0×10-4 mol/L，混合后c(Ca2+)c(C2O42-)=2.5×10-5 ×4.0×10-4=1×10-8＜Ksp（4.0×10-8），故不能產(chǎn)生沉淀；Ⅰ. ①高錳酸鉀溶液常用稀硫酸酸化，草酸（H2C2O4）溶液與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為Mn2+ ，離子方程式為：6H++2MnO4-+5H2C2O4 = 10CO2↑+2Mn2++8H2O；②酸性高錳酸鉀氧化性強(qiáng)，所以在該實(shí)驗(yàn)中選擇酸式滴定管，滴定時(shí)用左手的大拇指、食指、中指旋轉(zhuǎn)滴定管的旋塞，所以答案選A；③判斷滴定終點(diǎn)的方法是：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝愿咤i酸鉀溶液，溶液恰好由無(wú)色變?yōu)樽霞t色且半分鐘內(nèi)不變色；④若配制酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，俯視容量瓶的刻度線，則所加蒸餾水偏少，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度偏高，滴定時(shí)消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏少，會(huì)使測(cè)得的草酸溶液濃度偏低；Ⅱ. ①由于a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的其它條件都相同，只有溫度不同，因此表中a 對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟炔煌瑢?duì)反應(yīng)速率的影響；②甲同學(xué)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案是其它條件相同時(shí)，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應(yīng)，測(cè)量溶液褪色時(shí)間。溶液褪色時(shí)間越短，則反應(yīng)速率越快。