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，填寫表中空格。

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

（2）用甲基橙作指示劑，通過酸堿滴定可測定草酸溶液濃度。甲基橙是一種常用的酸堿指示劑，甲基橙（用化學式HIn表示）本身就是一種有機弱酸，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、前者弱、十分接近、無法判斷）。

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

（4）常溫下MgC₂O₄的K_sp=8.1×10^-5，已知當溶液中某離子的濃度≤10^-5 mol/L時可認為該離子已沉淀完全。現為了沉淀1 L0.01 mol/LMgCl₂溶液中的Mg²⁺，加入100 mL0.1 mol/L的(NH₄)₂C₂O₄溶液，通過計算判斷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。現有某未知溶液，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、終點各1分，斜率1分）

（4）MgCl₂與(NH₄)₂C₂O₄恰好完全反應，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1個得1分，選對2個得2分，選對3個以上得3分）

解析:（1）反應速率與反應物的濃度有關，與反應物的物質的量多少無關，草酸和高錳酸鉀的濃度并沒有發生變化，而且溫度也沒有改變，所以反應速率是不變的，即褪色時間是不變的。

（2）甲基橙的變色范圍是3.1～4.4，小于3.1時顯紅色，大于4.4時顯黃色。根據甲基橙的電離方程式可知，當溶液堿性增強時平衡是向正反應方向移動的，所以該酸根的顏色是顯黃色的。因為草酸鈉溶液水解顯堿性，此時甲基橙顯黃色。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，所以通過顏色的變化無法判斷滴定終點。因此草酸的酸性要強于甲基橙的，這樣在滴定過程中顏色才能發生變化。

（3）鹽酸是強酸，草酸是弱酸，存在電離平衡，所以在稀釋過程中鹽酸中氫離子的濃度始終小于草酸中氫離子的濃度。但當無限稀釋時二者的PH均要無限接近7。

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

因為c(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，說明該溶液中水的電離是被促進的，若只有陽離子水解，則溶液顯酸性，即此時溶液的pH為5。若只有陰離子水解，則溶液顯堿性，此時溶液中的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。若溶液陰離子和陽離子同時都水解。若陽離子的水解程度大于陰離子的水解程度，則溶液顯堿性；若陽離子的水解程度小于陰離子的水解程度，則溶液顯酸性；陽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A、B、C、D均正確。