Question

乙二酸俗称草酸，为二元酸（结构简式为HOOC－COOH，可简写为H₂C₂O₄）。25℃时，草酸的电离平衡常数K₁＝5.0×10^－2，K₂＝5.4×10^－5；碳酸的电离平衡常数K₁＝4.5×10^－7，K₂＝4.7×10^－11。草酸钙的K_sp＝4.0×10^－8，碳酸钙的K_sp＝2.5×10^－9。回答下列问题：

（1）写出水溶液中草酸的电离方程式：________________________________。

（2）25℃，物质的量浓度都为0.1 mol/L的Na₂C₂O₄溶液的pH比Na₂CO₃溶液pH______________________（填“大”“小”或“相等”）。

（3）常温下将0.2 mol/L的KOH溶液10 mL与0.2 mol/L的草酸溶液10 mL混合，若混合溶液显酸性，则该溶液中所有离子浓度由大到小的顺序：____________________。

（4）25℃时向20 mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入1.0×10^－3mol/L的草酸钾溶液20 mL，能否产生沉淀？________________（填“能”或“否”）。

（5）除去锅炉水垢中的CaSO₄可先用碳酸钠溶液处理，而后用盐酸溶解，其反应的离子方程式：______________________________；________________________________。

Answer

H2C2O4HC2O4－＋H＋ HC2O4－C2O42－＋H＋ 小 c(K+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-) 否 CaSO4 + CO32-= CaCO3+ SO42- CaCO3+ 2H+= Ca2++ H2O + CO2↑

【解析】

（1）草酸是二元弱酸，在水中部分电离，电离方程式是H2C2O4HC2O4－＋H＋，HC2O4－C2O42－＋H＋；

（2）根据草酸与碳酸的电离常数判断，草酸的酸性强，根据越弱越水解规律，所以25℃，物质的量浓度都为0.1 mol/L的Na2C2O4溶液的水解程度小于Na2CO3溶液的水解程度，所以Na2C2O4溶液的pH比Na2CO3溶液pH小；

（3）常温下将0.2 mol/L的KOH溶液10 mL与0.2 mol/L的草酸溶液10 mL混合，得到的是草酸氢钾溶液，若混合溶液显酸性，说明HC2O4-的电离程度大于HC2O4-的水解程度，溶液中不水解的离子的浓度最大，所以所得溶液中离子浓度的关系是c(K+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)；

（4）根据草酸钙与碳酸钙的溶度积可知，碳酸钙的饱和溶液中，钙离子的浓度是5×10-5mol/L，向20 mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入1.0×10－3mol/L的草酸钾溶液20 mL，则c(Ca2+)=2.5×10-5mol/L，c(C2O42-)=0.5×10－3mol/L，c(Ca2+)×c(C2O42-)=1.25×10-8<4.0×10－8，则不会产生草酸钙沉淀；

（5） 除去锅炉水垢中的CaSO4可先用碳酸钠溶液处理，是因为硫酸钙微溶，加入碳酸钠后，硫酸钙逐渐转化为更难溶的碳酸钙沉淀，而后用盐酸溶解，碳酸钙与稀盐酸反应生成易溶的氯化钙，从而除去水垢，离子方程式是CaSO4 +CO32-=CaCO3+SO42-；CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑。