Question

草酸（H₂C₂O₄）是一種有機(jī)二元酸，具有還原性、不穩(wěn)定性．回答下列問題：
（1）常溫下，0.1mol?L-1的H₂C₂O₄溶液的pH約為3，寫出其電離方程式

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室常通過加熱草酸（H₂C₂O₄）的方法來獲取一氧化碳．
①H₂C₂O₄中，C元素的化合價(jià)為

 

．
②加熱草酸分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．
③KHC₂O₄溶液呈酸性，則該溶液中c（C₂O₄^2-）

 

c（H₂C₂O₄^2-）（填“大于”“等于”或“小于”），說明理由

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)室常用酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸來測定草酸溶液的濃度，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：

 

，其反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）草酸是制備氧化鈷及鈷粉的重要原料．在空氣中對CoC₂O₄?2H₂O持續(xù)加熱時(shí)的熱分解失重?cái)?shù)據(jù)見下表．
（CoC₂O₄?2H₂O相對分子質(zhì)量183；固體失重率=

對應(yīng)溫度下樣品失重的質(zhì)量

樣品的初始質(zhì)量

）

序號	溫度范圍/℃	固體失重率
①	120～220	19.76%
②	280～310	56.10%

①120～220℃，CoC₂O₄?2H₂O熱分解的重要生成物為

 

②280～310℃時(shí)，熱分解的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,鹽類水解的應(yīng)用

專題：

分析：（1）草酸是二元弱酸，分步電離；
（2）①根據(jù)化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為0計(jì)算；
②加熱草酸分解生成一氧化碳、二氧化碳和水；
③HC₂O₄^-，草酸氫根離子的水解程度大于電離程度；
（3）用酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸來測定草酸溶液的濃度，當(dāng)?shù)竭_(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)溶液顯淺紫紅色；草酸和高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為錳離子；
（4）在空氣中對CoC₂O₄?2H₂O持續(xù)加熱時(shí)的熱分解失重，首先失去結(jié)晶水，然后繼續(xù)加熱分解生成CO₂O₃；根據(jù)固體失重率求出固體減少的質(zhì)量，然后求出失去的結(jié)晶水的數(shù)目，完全失水后分解生成氧化物．

解答： 解：（1）草酸是二元弱酸，在水溶液里存在兩步電離，第一步電離程度大于第二步，其電離方程式分別為：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺，
故答案為：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；
（2）①H₂C₂O₄中H元素為+1價(jià)，O元素為-2價(jià)，化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，則C元素的化合價(jià)為+3價(jià)，故答案為：+3價(jià)；
②加熱草酸分解生成一氧化碳、二氧化碳和水，其分解方程式為：H₂C₂O₄

加熱

CO↑+CO₂↑+H₂O，故答案為：H₂C₂O₄

加熱

CO↑+CO₂↑+H₂O；
③KHC₂O₄溶液中存在HC₂O₄^-的電離平衡HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-，水解平衡H₂O+HC₂O₄^-?OH^-+H₂C₂O₄，由于溶液呈酸性，說明HC₂O₄^-的電離程度大于水解程度，所以c（C₂O₄^2-）大于c（H₂C₂O₄），故答案為：大于；HC₂O₄^-的電離程度大于水解程度；
（3）用酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸來測定草酸溶液的濃度，由于高錳酸鉀為紫色溶液，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色，并且半分鐘內(nèi)不褪色，說明達(dá)到了滴定終點(diǎn)；草酸和高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為錳離子；反應(yīng)的離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色，并且半分鐘內(nèi)不褪色；5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（4）①在空氣中對CoC₂O₄?2H₂O持續(xù)加熱時(shí)的熱分解失重，首先失去結(jié)晶水，在120～220℃時(shí)，固體失重率為19.76%，
令晶體質(zhì)量為183g（即1mol），則失去的水的質(zhì)量為183g×19.76%=36g，則n（H₂O）=2mol，所以1molCoC₂O₄?2H₂O失去2mol水，則生成產(chǎn)物為CoC₂O₄；
故答案為：CoC₂O₄；
②由①可知，在120～220℃時(shí)，CoC₂O₄?2H₂O完全失去結(jié)晶水生成CoC₂O₄，然后繼續(xù)升高溫度加熱，則CoC₂O₄分解生成氧化物，
其分解失去的質(zhì)量為183g×56.10%=102.7g，剩余的質(zhì)量為183g-102.7g=80.3g，
設(shè)產(chǎn)物的化學(xué)式為CoO_x，則59+16x=80.3，解得x=1.33，則化學(xué)式為CoO_1.33，即為Co₄O₅，則反應(yīng)方程式為：8CoC₂O₄+5O₂

加熱  .

2Co₄O₅+16CO₂，
故答案為：8CoC₂O₄+5O₂

加熱  .

2Co₄O₅+16CO₂．

點(diǎn)評：本題考查了弱電解質(zhì)的電離、鹽的水解、氧化還原反應(yīng)滴定實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)組成探究實(shí)驗(yàn)等，側(cè)重于考查考生的基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�及�?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力，難度較大，要進(jìn)行合理假設(shè)結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證．