Question

【題目】H2C2O4為二元弱酸。回答下列問題：

(1)20℃時，配制一組c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.100 mol·L-1的H2C2O4和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如下圖所示。

①H2C2O4的電離方程式為___________。

②為獲得盡可能純的NaHC2O4，pH應(yīng)控制在_______左右。

③NaHC2O4溶液呈酸性，其原因為_________________。

④pH=6時，溶液中含碳微粒濃度大小關(guān)系為_______________。

(2)常溫下，草酸、碳酸的電離平衡常數(shù)如下：

化學(xué)式	H2CO3	H2C2O4
平衡常數(shù)	Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11	Ka1=5.6×10-2 Ka2=5.4×10-5

①常溫下，0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH____0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的pH。（填“＞”、“＜”或“=”）

② pH=4的H2C2O4溶液中c(C2O42-)：c(HC2O4-)=_________。

Answer 1

【答案】H2C2O4H+ + HC2O4－ 2.5～3之間任一數(shù)值均可 HC2O4-的電離程度大于其水解程度 c(C2O42－)＞c( HC2O4－)＞c(H2C2O4) ＞ 0.54

【解析】

(1)①根據(jù)圖像H2C2O4溶液中存在的微粒可知H2C2O4多元弱酸，因此分步電離，第一步為主；

②根據(jù)圖像可以看出pH=2.5～3， HC2O4－的濃度最大；

③利用弱酸的酸式酸根離子的電離平衡和水解平衡進行分析；

④根據(jù)圖像分析橫坐標pH=6時，微粒的濃度大小。

(2)①根據(jù)電離常數(shù)可知：HC2O4－酸性大于HCO3-，利用越弱越水解原理，可知CO32-的水解能力強于C2O42－；

②根據(jù)H2C2O4的第二步電離常數(shù)計算；

(1)①多元弱酸分步電離，第一步為主，H2C2O4的電離方程式為H2C2O4H+ + HC2O4－；

答案：H2C2O4H+ + HC2O4－

②根據(jù)圖像可以看出，當(dāng)pH在2.5～3的范圍內(nèi)， HC2O4－的濃度最大，所以，為獲得盡可能純的NaHC2O4，pH控制在2.5～3之間任一數(shù)值均可；

答案：2.5～3之間任一數(shù)值均可

③HC2O4-存在兩個平衡，電離平衡HC2O4－H+ + C2O42-，水解平衡HC2O4－+H2OOH- + H2C2O4，由于HC2O4-電離程度大于水解程度，所以溶液呈酸性；

答案：HC2O4-的電離程度大于其水解程度

④根據(jù)圖像分析當(dāng)橫坐標pH=6時，縱坐標可以看出溶液中含碳微粒濃度大小關(guān)系為c(C2O42－)＞c( HC2O4－)＞c(H2C2O4)；

答案：c(C2O42－)＞c( HC2O4－)＞c(H2C2O4)

(2)①根據(jù)電離常數(shù)可知：HC2O4－酸性大于HCO3-，根據(jù)越弱越水解原理可知，CO32-的水解能力強于C2O42－，所以常溫下，0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的pH。

答案：＞

②根據(jù)H2C2O4的第二步電離常數(shù)計算：Ka2=5.4×10-5==，可得

pH=4的H2C2O4溶液中c(C2O42-)：c(HC2O4-)=0.54；

答案：0.54