Question

（2010?浙江）已知：
①25℃時(shí)弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)：K_a（CH₃COOH）=1.8×10^-5，K_a（HSCN）=0.13；難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)：K_sp（CaF₂）=1.5×10^-10
②25℃時(shí)，2.0×10^-3mol?L^-1氫氟酸水溶液中，調(diào)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(guān)系，如圖所示：
請(qǐng)根據(jù)以下信息回答下旬問題：
（1）25℃時(shí)，將20mL 0.10mol?L^-1CH₃COOH溶液和20mL 0.10mol?L^-1HSCN溶液分別與20mL 0.10mol?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）變化的示意圖為：

反應(yīng)初始階段，兩種溶液產(chǎn)生CO₂氣體的速率存在明顯差異的原因是

HSCN的酸性比CH₃COOH強(qiáng)，其溶液中c（H⁺）較大，故其溶液與NaHCO₃溶液的反映速率較快

，反應(yīng)結(jié)束后所得兩溶液中，c（CH₃COO^-）

＜

c（SCN^-）（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）25℃時(shí)，HF電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka≈

3.5×10^-4

，列式并說明得出該常數(shù)的理由

K_a（HF）=

c(H+)?c(F-)

c(HF)

，當(dāng)c（F^-）和c（HF）相等時(shí)，K_a（HF）=c（H⁺），查圖中的交點(diǎn)處即為c（F^-）=c（HF），故所對(duì)應(yīng)的pH即為K_a（HF）的負(fù)對(duì)數(shù)

．
（3）4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液與4.0×10^-4 mol?L^-1 CaCl₂溶液等體積混合，調(diào)節(jié)混合液pH為4.0（忽略調(diào)節(jié)混合液體積的變化），通過列式計(jì)算說明是否有沉淀產(chǎn)生．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)酸的電離平衡常數(shù)來分析酸性的強(qiáng)弱，然后分析酸與鹽反應(yīng)的速率；再利用鹽類水解的規(guī)律來分析離子濃度的關(guān)系；
（2）根據(jù)電離平衡常數(shù)的表達(dá)式和圖中離子濃度的關(guān)系來分析電離平衡常數(shù)的數(shù)值；
（3）根據(jù)溶液中離子的濃度來計(jì)算離子濃度冪之積，利用離子積與溶度積常數(shù)的關(guān)系來判斷是否有沉淀生成．

解答：解：（1）由K_a（CH₃COOH）=1.8×10^-5和K_a（HSCN）=0.13可知，CH₃COOH的酸性弱于HSCN的，即在相同濃度的情況下HSCN溶液中H⁺的濃度大于CH₃COOH溶液中H⁺的濃度，濃度越大反應(yīng)速率越快；又酸越弱，反應(yīng)生成的相應(yīng)的鈉鹽越易水解，即c（CH₃COO^-）＜c（SCN^-），故答案為：HSCN的酸性比CH₃COOH強(qiáng)，其溶液中c（H⁺）較大，故其溶液與NaHCO₃溶液的反應(yīng)速率較快；＜；
（2）由c（HF）、c（F^-）與溶液pH的變化關(guān)系圖可知，當(dāng)c（F^-）和c（HF）相等時(shí)，K_a（HF）=c（H⁺），在c（F^-）和c（HF）相等時(shí)PH=3.5，再由K_a（HF）=

c(H+)?c(F-)

c(HF)

，pH即為
K_a（HF）的負(fù)對(duì)數(shù)，則K_a（HF）≈3.5×10^-4，故答案為：3.5×10^-4；K_a（HF）=

c(H+)?c(F-)

c(HF)

，當(dāng)c（F^-）和c（HF）相等時(shí)，K_a（HF）=c（H⁺），查圖中的交點(diǎn)處即為c（F^-）=c（HF），故所對(duì)應(yīng)的pH即為K_a（HF）的負(fù)對(duì)數(shù)；
（3）查圖可知當(dāng)pH=4.0時(shí)，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(chǎn)生，故答案為：有沉淀產(chǎn)生．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電離平衡常數(shù)與弱電解質(zhì)的電離、鹽類水解的關(guān)系及利用溶度積來分析是否有沉淀生成，明確電離平衡常數(shù)的表達(dá)式和離子積的計(jì)算，并借助圖來分析解答即可，較好的訓(xùn)練學(xué)生利用信息來分析問題、解決問題的能力．