Question

12．已知：
①25℃時弱電解質電離平衡數；K_a（CH₃COOH）═1.8×10^-5，K_a（HSCN）═0.13；
難溶電解質的溶度積常數：K_SD（CaF₂）═1.5×10^-10
②25℃時，2×l0^-3mol•L^-1氫氟酸水溶液中，調節(jié)溶液pH（忽略體積變化），得到c （HF）、C（F^-）與溶液pH的變化關系，如圖1所示：

請根據以下信息回答下列問題：
（1）25℃時，將20mL 0.10mol•L^-1CH₃COOH溶液和20mL 0．l mol•L^-1 HSCN溶液分別 與20mL 0.10mol•L^-1NaHCO₃ 溶液混合，實驗測得產生的氣體體積（V）隨時間（t）變化的示意圖為圖2所示：
反應初始階段，兩種溶液產生CO₂氣體的速率存在明顯差異的原因是相同的起始條件，兩種酸的電離程度不同導致溶液中起始反應時氫離子濃度不同引起反應速率不同，
反應結束后所得兩溶液中，C（CH₃COO^-）＜c（SCN^-）（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）25℃時，HF電離平衡常數的數值Ka≈4×10^-4．
（3）4×10^-3mol•L^-1HF溶液與4×10^-4mol•L^-1CaCl₂溶液等體積混合，調節(jié)混合液pH為4.0（忽略調節(jié)混合液體積的變化），通過列式計算說明是否有沉淀產生．

Answer 1

分析 （1）反應速率與氫離子濃度成正比；
酸的電離平衡常數越大，酸的電離程度越大則酸的酸性越強，其酸根水解能力越��；
（2）根據圖象知，當pH=4時，c（H⁺）=10^-4 mol/L，c（F^-）=1.6×10^-3 mol/L，c（HF）=4×10^-4 mol/L，電離平衡常數Ka=$\frac{c（{H}^{+}）×c（{F}^{-}）}{c（HF）}$；
（3）當pH=4.0時，溶液中的c（F^-）=1.6×10^-3mol•L^-1，因等體積混合則溶液中c（Ca²⁺）=2.0×10^-4mol•L^-1，計算濃度積c（Ca²⁺）×c²（F^-）與K_sp（CaF₂）比較判斷．

解答 解：（1）①反應速率與氫離子濃度成正比，硫氰酸的電離平衡常數大于醋酸，則硫氰酸的電離程度大于醋酸，等濃度的兩種溶液中，硫氰酸中氫離子濃度大于醋酸，所以醋酸的反應速率小于硫氰酸；
酸的電離平衡常數越大，酸的電離程度越大則酸的酸性越強，其酸根水解能力越小，硫氰酸的電離平衡常數大于醋酸，所以醋酸根離子的水解能力大于硫氰酸根離子，則c（CH₃COO^-）＜c（SCN^-），
故答案為：相同的起始條件，兩種酸的電離程度不同導致溶液中起始反應時氫離子濃度不同引起反應速率不同；＜；
（2）根據圖象知，當pH=4時，c（H⁺）=10^-4 mol/L，c（F^-）=1.6×10^-3 mol/L，c（HF）=4×10^-4 mol/L，電離平衡常數Ka=$\frac{c（{H}^{+}）×c（{F}^{-}）}{c（HF）}$=$\frac{1{0}^{-4}×1.6×1{0}^{-3}}{4×1{0}^{-4}}$=4×10^-4，
故答案為：4×10^-4；
（3）由圖可知當pH=4.0時，溶液中的c（F^-）=1.6×10^-3mol•L^-1，因等體積混合則溶液中c（Ca²⁺）=2.0×10^-4mol•L^-1，即c（Ca²⁺）×c²（F^-）=5.1×10^-10＞K_sp（CaF₂））=1.5×10^-10，所以有沉淀產生，故答案為：有沉淀產生．

點評 本題考查弱電解質電離、電離平衡、溶度積有關計算等，較好的訓練學生利用信息來分析問題、解決問題的能力．