Question

15．氫氟酸是一種弱酸，可用來刻蝕玻璃．
（1）體積為10mLpH=2的CH₃COOH溶液與HF溶液分別加水稀釋至1000mL，稀釋過程中pH變化如圖1所示．
①HF的電離常數(shù)大于（填“大于”“小于”或“等于”）CH₃COOH的電離常數(shù)，理由是稀釋相同倍數(shù)，HF的pH變化比CH₃COOH的大，故HF酸性強(qiáng)，電離平衡常數(shù)大，．
②起始時(shí)，HF的物質(zhì)的量濃度小于（填“大于”“小于”或“等于”）CH₃COOH的物質(zhì)的量濃度．
（2）25℃時(shí)，將20mL0.10mol•L^-1CH₃COOH溶液和20mL0.10mol•L^-1HF溶液分別與20mL0.10mol•L^-1NaHCO₃溶液混合，實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)生的氣體體積（V）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示，則曲線a對(duì)應(yīng)的酸為HF．
（3）已知25℃時(shí)，①HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=-67.7kJ•mol^-1，②H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1．則氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）①由圖可知，稀釋相同的倍數(shù)，HF的pH變化程度大，則酸性HF強(qiáng)，電離平衡常數(shù)大；
②10mLpH=2的CH₃COOH溶液與HF溶液中，氫離子起始濃度相同，則醋酸溶質(zhì)濃度大于HF酸；
（2）反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比，上述分析可知HF酸性大于醋酸，溶液中氫離子濃度HF中大，反應(yīng)速率快；
（3）利用蓋斯定律將①-②可得氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)．

解答 解：（1）①根據(jù)圖象分析知道，起始是兩種溶液中c（H⁺）相同，c（較弱酸）＞c（較強(qiáng)酸），稀釋過程中較弱酸的電離程度增大，故在整個(gè)稀釋過程中較弱酸的c（H⁺）一直大于較強(qiáng)酸的c（H⁺），稀釋相同倍數(shù)，HF的pH變化比CH₃COOH的大，故HF酸性強(qiáng)，電離平衡常數(shù)大，
故答案為：大于；稀釋相同倍數(shù)，HF的pH變化比CH₃COOH的大，故HF酸性強(qiáng)，電離平衡常數(shù)大；
②體積為10mLpH=2的CH₃COOH溶液與HF溶液，HF酸性強(qiáng)，都是弱電解質(zhì)電離出相同氫離子濃度，則酸弱的濃度大，所以醋酸溶質(zhì)濃度大于HF溶質(zhì)濃度，
故答案為：小于；
（2）HF的電離平衡常數(shù)大于醋酸，所以HF的反應(yīng)速率快，b曲線代表醋酸與NaHCO₃溶液反應(yīng)，a曲線是代表HF與NaHCO₃溶液反應(yīng)，
故答案為：HF；
（3）①HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=-67.7kJ•mol^-1，②H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1．
利用蓋斯定律將①-②可得：HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1，
故答案為：HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了弱電解質(zhì)的電離、鹽類水解、蓋斯定律的運(yùn)用等知識(shí)點(diǎn)，明確弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)及酸的電離平衡常數(shù)與酸性強(qiáng)弱的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，難度中等．