Question

【題目】草酸（）廣泛存在于食品中，人們對(duì)其及相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行了深入研究。

（1）已知時(shí)，：，溶液顯酸性。解釋溶液顯酸性的原因：______；（用化學(xué)用語并配以必要文字說明）

（2）已知反應(yīng)：，為了使草酸分解，通過燃燒反應(yīng)提供能量：，已知分解的草酸與所需空氣（其中氧氣的體分?jǐn)?shù)為）的物質(zhì)的量之比為，則______

（3）草酸分解生成的燃料燃燒不足以提供足夠的能量，還可通過甲烷來制備。在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為的和；在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖1所示。

①由圖判斷壓強(qiáng)、、、由小到大的順序?yàn)椋?/span>______；該反應(yīng)的______0（填“<”“>”“=”）：

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

（4）常溫下，向的溶液中逐滴加入 溶液，所得滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是______

①點(diǎn)時(shí)：

②點(diǎn)時(shí)：

③點(diǎn)時(shí)：

④點(diǎn)時(shí)：

Answer 1

【答案】NaHC2O4溶液存在電離平衡：HC2O4-H++ C2O42-，電離平衡常數(shù)K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常數(shù)Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的電離程度大于HC2O4-的水解程度，溶液顯酸性 169.8 p4 >p3>p2>p1 > 6.55 ②③

【解析】

（1）根據(jù)電離平衡常數(shù)計(jì)算HC2O4-的水解平衡常數(shù)，NaHC2O4溶液中HC2O4-電離程度大于其水解程度，溶液顯酸性；

（2）草酸與所需空氣（其中氧氣的體分?jǐn)?shù)20%）的物質(zhì)的量之比為2:3，假設(shè)草酸為2mol，氧氣為3mol×1/5=0.6mol；根據(jù)能量守恒關(guān)系列方程求解；

（3）①溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率變小，由此判定壓強(qiáng)大小順序；壓強(qiáng)不變，升高溫度，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，平衡右移，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

②根據(jù)三段式求出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，以此求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)K。

（4）①A點(diǎn)時(shí)，為草酸溶液，溶液中存在電荷守恒；② B點(diǎn)時(shí)等物質(zhì)的量的H2C2O4和KOH恰好反應(yīng)生成KHC2O4；③點(diǎn)時(shí)：溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，溶質(zhì)為草酸鉀和草酸氫鉀的混合液，結(jié)合電荷守恒、物料守恒進(jìn)行分析；④點(diǎn)時(shí)溶液為草酸鉀，據(jù)以上情況進(jìn)行分析。

（1）NaHC2O4溶液中存在電離平衡：HC2O4-H++ C2O42-，電離平衡常數(shù)K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常數(shù)Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的電離程度大于水解程度，溶液顯酸性；

綜上所述，，本題答案是：NaHC2O4溶液存在電離平衡：HC2O4-H++ C2O42-，電離平衡常數(shù)K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常數(shù)Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的電離程度大于HC2O4-的水解程度，溶液顯酸性；

（2）已知分解的草酸與所需空氣（其中氧氣的體分?jǐn)?shù)為）的物質(zhì)的量之比為2:3，假設(shè)草酸為2mol，則氧氣為3mol×1/5=0.6mol；根據(jù)能量守恒關(guān)系可知：2×a=0.6×566，a=169.8；

綜上所述，本題答案是：169.8。

（3）①溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率變小，故p4 >p3>p2>p1；壓強(qiáng)不變，升高溫度，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，平衡右移，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，H>0；

綜上所述，本題答案是：p4 >p3>p2>p1；>。

②1100℃時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，根據(jù)反應(yīng)可知，剩余甲烷氣體的濃度為0.2mol/L-0.2mol/L×80%=0.04mol/L，二氧化碳?xì)怏w的濃度為0.2mol/L-0.2mol/L×80%=0.04mol/L，生成一氧化碳?xì)怏w的濃度為2×0.2mol/L×80%=0.32mol/L，生成氫氣氣體的濃度為2×0.2mol/L×80%=0.32mol/L，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c2(H2)c2(CO)/[c(CH4)c(CO2)]，帶入數(shù)值計(jì)算可得：K=6.55；

綜上所述，本題答案是：6.55。

（4）①A點(diǎn)時(shí)，為草酸溶液，溶液中存在電荷守恒：c(H+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4－)+c(OH-)，錯(cuò)誤；

② B點(diǎn)時(shí)等物質(zhì)的量的H2C2O4和KOH恰好反應(yīng)生成KHC2O4，溶液的pH小于7，說明KHC2O4溶液呈酸性,溶液中離子濃度大小關(guān)系為：c(K+)>c(HC2O4－)>c(H+)>c(OH-)，正確；

③C點(diǎn)時(shí)：溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，結(jié)合電荷守恒得c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+ c(OH-)，所以c(K+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)；根據(jù)物料守恒可知，如果全為草酸氫鉀溶液：c(K+)= c(HC2O4-)+c(C2O42-)+ c(H2C2O4)；如果全為草酸鉀溶液，c(K+)= 2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+ c(H2C2O4)]；而題給混合液呈中性，為草酸氫鉀和草酸鉀的混合液，因此溶液中存在；正確；

④D點(diǎn)時(shí)：D點(diǎn)時(shí)，氫氧化鉀的物質(zhì)的量是草酸的2倍，二者恰好反應(yīng)生成草酸鉀，根據(jù)質(zhì)子守恒：c(H+)+ c(HC2O4－)+2 c(C2O42-)=c(OH-)，錯(cuò)誤；綜上所述，本題選②③。