Question

【題目】H2C2O4（乙二酸），俗名草酸，存在于自然界的植物中。已知常溫下草酸電離平衡常數K1=5.0×10-2，K2=5.4×10-5，碳酸的電離平衡常數K1=4.5×10-7，K2=4.7×10-11。Ksp (CaC2O4)=2.3×10-9，Ksp(CaCO3)=2.5×10-9。回答下列問題：

（1）寫出草酸溶液中存在的主要電離反應方程式_____________________________________。

（2）長期將豆腐與菠菜混合食用，容易損失鈣素且患膽結石疾病。理由是______________________。

（3）25℃，物質的量濃度均為0.1mol/L 的Na2C2O4溶液的pH比Na2CO3溶液pH_________（填“大”“ 小”或“相等”）。將上述兩種溶液等體積混合后，滴加CaCl2溶液，當C2O42- 沉淀完全時，CO32-是否沉淀完全_______________（填“是”或“否”）

（4）寫出NaHC2O4溶液中水解反應的離子方程式________________________________，計算常溫下該反應的水解平衡常數為_____________________，NaHC2O4溶液的pH____7 （填“＞”、“＜”或“=”）

（5）向盛有飽和草酸溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振蕩，發現溶液的紫紅色褪去，寫出該反應的離子方程式________________________________________。

（6）設計實驗證明草酸的酸性比碳酸強________________________________________。

Answer 1

【答案】 H2C2O4HC2O4-+H+ 豆腐中鈣離子與菠菜中草酸反應生成難溶的草酸鈣，不利于人體吸收 小 否 HC2O4-+ H2OH2C2O4 + OH- 2.0×10-13 < 2MnO42- + 6H+ + 5H2C2O4 =2Mn2+ + 10CO2↑+8H2O 向NaHCO3溶液中加入草酸溶液，若產生大量氣泡說明草酸的酸性比碳酸強

【解析】（1）H2C2O4為二元弱酸，主要發生第一步電離，電離方程式為：H2C2O4HC2O4-+H+。

（2）豆腐中加入了電解質CaSO4，菠菜中含有草酸，Ca2+與草酸反應生成難溶的草酸鈣，不利于人體吸收。答案為：豆腐中鈣離子與菠菜中草酸反應生成難溶的草酸鈣，不利于人體吸收。

（3）HC2O4-的電離平衡常數為5.4×10-5，HCO3-的電離平衡常數為4.7×10-11，所以HC2O4-的酸性大于HCO3-的酸性，所以C2O42-的水解程度小于CO32-的水解程度，兩者水解都呈堿性，所以相同濃度的Na2C2O4溶液的pH比Na2CO3溶液pH小；C2O42-沉淀完全時，C2O42-的濃度為1×10-5mol/L，此時c(Ca2+)=2.3×10-9/1×10-5=2.3×10-4(mol/L)，則c(CO32-)=2.5×10-9÷(2.3×10-4mol /L)=1.1×10-5mol /L>1.0×10-5mol /L，Ca2+未沉淀完全。

（4）NaHC2O4溶液中水解反應的離子方程式為：HC2O4-+ H2OH2C2O4 + OH-；該水解反應的平衡常數K=c(H2C2O4)×c(OH-)/c(HC2O4-)，所以1/K= c(HC2O4-)/ c(H2C2O4)×c(OH-)= c(HC2O4-)×c(H +)/ c(H2C2O4)×c(OH-)×c(H+)= K1(H2C2O4)/Kw=5.0×10-2/1.0×10-14=5×1012，故K=2.0×10-13；HC2O4-的水解常數K=2.0×10-13，電離平衡常數K=5.4×10-5，水解平衡常數小于電離平衡常數，電離程度大于水解程度，所以NaHC2O4溶液顯酸性，pH<7。

（5）草酸具有還原性，酸性高錳酸鉀具有氧化性，兩者發生氧化還原反應，離子方程式為: 2MnO42- + 6H+ + 5H2C2O4 =2Mn2+ + 10CO2↑+8H2O。

（6）根據強酸制弱酸的原理，只要草酸能生成碳酸即可證明草酸的酸性大于碳酸的酸性，故可以向NaHCO3溶液中加入草酸溶液，若產生大量氣泡說明草酸的酸性比碳酸強。