乙二*(H2C2O4)俗称草*,在实验研究和化学工业中应用广泛。(1)室温下,测得0.1mol·L−1H2C2...
问题详情:
乙二*(H2C2O4)俗称草*,在实验研究和化学工业中应用广泛。
(1) 室温下,测得 0.1 mol·L−1 H2C2O4溶液的pH = 1.3,写出草*的电离方程式_______。
(2)草*溶液中各粒子的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示:
① 向草*溶液中滴加KOH溶液至pH = 2.5时发生的主要反应的离子方程式是_______。
② 0.1 mol·L−1 KHC2O4溶液中,下列粒子浓度关系正确是_______(填序号)。
a.c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(OH–)
b.c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4)
c.c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4)
(3)工业上利用硫*亚铁与草*反应制备草*亚铁晶体,其离子方程式为:Fe2+ + H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+
① 制备时需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的产率,从化学平衡移动原理角度解释原因:_____。
② 测定草*亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的x值,实验如下:称取0.5400 g草*亚铁晶体溶于一定浓度的硫*中,用KMnO4**溶液滴定。到达滴定终点时,消耗0.1000 mol·L-1的KMnO4**溶液18.00 mL。已知:滴定过程中铁、碳元素被氧化为Fe3+、CO2,锰元素被还原为Mn2+则FeC2O4·xH2O中x = _______(FeC2O4的摩尔质量是144 g·mol-1)。
【回答】
【*】 (1). H2C2O4 ⇌ H+ + HC2O4-,HC2O4-⇌ C2O42- + H+ (2). (3). bc (4). NH3·H2O 与H+反应,降低c(H+)浓度,使Fe2++ H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+ 平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4·xH2O (5). 2
【解析】
【分析】
(1)测得 0.1 mol·L−1 H2C2O4溶液的pH=1.3,说明草*是二元弱*;
(2)①向草*溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5,图像可以看出,随着*氧化钾的加入,HC2O4-的浓度逐渐增大,草*与*氧化钾反应后生成HC2O4-和水;
② a. 根据电荷守恒判断;
b.根据溶液中离子的电离和水解情况分析;
c.根据物料守恒判断;
(3)①应用勒夏特列原理,根据离子方程式:Fe2+ + H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+,滴加NH3·H2O 与H+反应,降低c(H+)浓度,使平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4·xH2O;
②根据10FeC2O4•xH2O+6KMnO4+4H2SO4═5Fe2(SO4)3+2CO2↑+6MnSO4+3K2SO4+(12+x)H2O可知,n(FeC2O4•xH2O)=n(KMnO4)=×1mol/L×0.018L=0.03mol,则M(FeC2O4•xH2O)==180g/mol,即FeC2O4•xH2O的相对分子质量为180,结合18x+144=180计算出x即可;
【详解】(1)二元弱*分步电离,草*电离方程式为:H2C2O4 ⇌ H++HC2O4-,HC2O4-⇌C2O42- +H+,
故*为:H2C2O4 ⇌ H+ + HC2O4-,HC2O4-⇌ C2O42- + H+;
(2) a. 溶液中有的离子:HC2O4-、H2C2O4、C2O42-、OH–、K+,根据电荷守恒c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) +2c(C2O42–) + c(OH–),故a错误;
b. KHC2O4溶液中,HC2O4–要水解,c(K+) > c(HC2O4–) ,C2O42–是由HC2O4–电离后得到的,c(HC2O4–) > c(C2O42–),H2C2O4是由HC2O4–水解后得到的,HC2O4-既能够电离也能够水解,KHC2O4溶液显**,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,可以得到c(C2O42–) > c(H2C2O4),c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4),故b正确;
c. 根据物料守恒,可以得到c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4),故c正确;
故*为b,c;
(3)①应用勒夏特列原理,根据离子方程式:Fe2+ + H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+,滴加NH3·H2O与H+反应,降低c(H+)浓度,使平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4·xH2O,
故*为:NH3·H2O 与H+反应,降低c(H+)浓度,使Fe2++ H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+平衡向正反应方向移动,产生更多的FeC2O4·xH2O;
②根据10FeC2O4•xH2O+6KMnO4+4H2SO4═5Fe2(SO4)3+2CO2↑+6MnSO4+3K2SO4+(12+x)H2O可知,n(FeC2O4•xH2O)=n(KMnO4)=×1mol/L×0.018L=0.03mol,则M(FeC2O4•xH2O)==180g/mol,即FeC2O4•xH2O的相对分子质量为180,结合18x+144=180,解得x=2;
故*为:2。
知识点:电离平衡单元测试
题型:综合题