Question

【题目】草酸（）广泛存在于食品中，人们对其及相关产品进行了深入研究。

（1）已知时，：，溶液显酸性。解释溶液显酸性的原因：______；（用化学用语并配以必要文字说明）

（2）已知反应：，为了使草酸分解，通过燃烧反应提供能量：，已知分解的草酸与所需空气（其中氧气的体分数为）的物质的量之比为，则______

（3）草酸分解生成的燃料燃烧不足以提供足够的能量，还可通过甲烷来制备。在密闭容器中通入物质的量浓度均为的和；在一定条件下发生反应，测得的平衡转化率与温度、压强的关系如下图1所示。

①由图判断压强、、、由小到大的顺序为：______；该反应的______0（填“<”“>”“=”）：

②该反应的平衡常数为______（结果保留两位小数）

（4）常温下，向的溶液中逐滴加入 溶液，所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是______

①点时：

②点时：

③点时：

④点时：

Answer 1

【答案】NaHC2O4溶液存在电离平衡：HC2O4-H++ C2O42-，电离平衡常数K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常数Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的电离程度大于HC2O4-的水解程度，溶液显酸性 169.8 p4 >p3>p2>p1 > 6.55 ②③

【解析】

（1）根据电离平衡常数计算HC2O4-的水解平衡常数，NaHC2O4溶液中HC2O4-电离程度大于其水解程度，溶液显酸性；

（2）草酸与所需空气（其中氧气的体分数20%）的物质的量之比为2:3，假设草酸为2mol，氧气为3mol×1/5=0.6mol；根据能量守恒关系列方程求解；

（3）①温度相同时，压强增大，平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率变小，由此判定压强大小顺序；压强不变，升高温度，甲烷的转化率增大，平衡右移，正反应为吸热反应；

②根据三段式求出平衡时各物质的浓度，以此求出该反应的平衡常数K。

（4）①A点时，为草酸溶液，溶液中存在电荷守恒；② B点时等物质的量的H2C2O4和KOH恰好反应生成KHC2O4；③点时：溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，溶质为草酸钾和草酸氢钾的混合液，结合电荷守恒、物料守恒进行分析；④点时溶液为草酸钾，据以上情况进行分析。

（1）NaHC2O4溶液中存在电离平衡：HC2O4-H++ C2O42-，电离平衡常数K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常数Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的电离程度大于水解程度，溶液显酸性；

综上所述，，本题答案是：NaHC2O4溶液存在电离平衡：HC2O4-H++ C2O42-，电离平衡常数K2=5.4×10-5；水解平衡：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，水解平衡常数Kh=Kw/Ka1=10-14/（5.4×10-2）=1.85×10-13< K2；HC2O4-的电离程度大于HC2O4-的水解程度，溶液显酸性；

（2）已知分解的草酸与所需空气（其中氧气的体分数为）的物质的量之比为2:3，假设草酸为2mol，则氧气为3mol×1/5=0.6mol；根据能量守恒关系可知：2×a=0.6×566，a=169.8；

综上所述，本题答案是：169.8。

（3）①温度相同时，压强增大，平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率变小，故p4 >p3>p2>p1；压强不变，升高温度，甲烷的转化率增大，平衡右移，正反应为吸热反应，H>0；

综上所述，本题答案是：p4 >p3>p2>p1；>。

②1100℃时，甲烷的转化率为80%，根据反应可知，剩余甲烷气体的浓度为0.2mol/L-0.2mol/L×80%=0.04mol/L，二氧化碳气体的浓度为0.2mol/L-0.2mol/L×80%=0.04mol/L，生成一氧化碳气体的浓度为2×0.2mol/L×80%=0.32mol/L，生成氢气气体的浓度为2×0.2mol/L×80%=0.32mol/L，所以该反应的平衡常数K=c2(H2)c2(CO)/[c(CH4)c(CO2)]，带入数值计算可得：K=6.55；

综上所述，本题答案是：6.55。

（4）①A点时，为草酸溶液，溶液中存在电荷守恒：c(H+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4－)+c(OH-)，错误；

② B点时等物质的量的H2C2O4和KOH恰好反应生成KHC2O4，溶液的pH小于7，说明KHC2O4溶液呈酸性,溶液中离子浓度大小关系为：c(K+)>c(HC2O4－)>c(H+)>c(OH-)，正确；

③C点时：溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，结合电荷守恒得c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+ c(OH-)，所以c(K+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)；根据物料守恒可知，如果全为草酸氢钾溶液：c(K+)= c(HC2O4-)+c(C2O42-)+ c(H2C2O4)；如果全为草酸钾溶液，c(K+)= 2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+ c(H2C2O4)]；而题给混合液呈中性，为草酸氢钾和草酸钾的混合液，因此溶液中存在；正确；

④D点时：D点时，氢氧化钾的物质的量是草酸的2倍，二者恰好反应生成草酸钾，根据质子守恒：c(H+)+ c(HC2O4－)+2 c(C2O42-)=c(OH-)，错误；综上所述，本题选②③。