Question

已知25℃时弱电解质电离平衡常数：
Ka（CH₃COOH）=1.8×10^-5，Ka（HSCN）=0.13
（1）将20mL，0.10mol/L CH₃COOH溶液和20mL，0.10mol/L的HSCN溶液分别与0.10mol/L的NaHCO₃溶液反应，实验测得产生CO₂气体体积（V）与时间t的关系如图1．反应开始时，两种溶液产生CO₂的速率明显不同的原因是

 

；
反应结束后所得溶液中c（SCN^-）

 

c（CH₃COO^-）（填“＞”，“=”或“＜”）
（2）2.0×10^-3mol/L的氢氟酸水溶液中，调节溶液pH（忽略调节时体积变化），测得平衡体系中c（F^-），c（HF）与溶液pH的关系如图2．

则25℃时，HF电离平衡常数为：（列式求值）Ka（HF）=

 

（3）难溶物质CaF₂溶度积常数为：K_sp=1.5×10^-10，将4.0×10^-3mol/L HF溶液与4.0×l0^-4mol/L的CaCl₂溶液等体积混合，调节溶液pH=4（忽略调节时溶液体积变化），试分析混合后是否有沉淀生成？

 

（填“有”或“没有”），筒述理由：

 

．

Answer 1

分析：（1）等浓度的酸的强弱不同，则c（H⁺）不同，c（H⁺）越大，反应速率越大；由图象可知反应生成的二氧化碳相同，则消耗的碳酸氢钠相同，反应后应分别为CH₃COONa、NaSCN，结合水解程度和电荷守恒判断；
（2）根据Ka（HF）=

c(H+)?c(F-)

c(HF)

计算；
（3）根据k_sp（CaF₂）=c（Ca²⁺）?c²（F^-）计算．

解答：解：（1）等浓度的酸的强弱不同，则c（H⁺）不同，c（H⁺）越大，反应速率越大，因Ka（HSCN）＞Ka（CH₃COOH），溶液中c（H⁺）：HSCN＞CH₃COOH，c（H⁺）大反应速率快；由图象可知反应生成的二氧化碳相同，则消耗的碳酸氢钠相同，反应后应分别为CH₃COONa、NaSCN，因Ka（HSCN）＞Ka（CH₃COOH），则CH₃COONa水解程度较低，则溶液中c（CH₃COO^-）较小，
故答案为：因为Ka（HSCN）＞Ka（CH₃COOH），溶液中c（H⁺）为HSCN＞CH₃COOH，c（H⁺）大反应速率快；＞；
（2）由图象可知，当pH=4时，c（H⁺）=1.0×10^-4mol/L，c（HF）=4.0×10^-3mol/L，c（F^-）=1.6×10^-3mol/L，
则Ka（HF）=

c(H+)?c(F-)

c(HF)

=

1×10-4×1.6×10-3

4.0×10-4

=4.0×10^-4，
故答案为：Ka（HF）=

c(H+)?c(F-)

c(HF)

=

1×10-4×1.6×10-3

4.0×10-4

=4.0×10^-4；
（3）将4.0×10^-3mol/L HF溶液与4.0×l0^-4mol/L的CaCl₂溶液等体积混合，调节溶液pH=4，
此时c（F^-）=

c(HF)×4.0×10-4

c(H+)

=

(2.0×10-3-c(F-))×4.0×10-4

1×10-4

，解得c（F^-）=1.6×10^-3（mol/L），c（Ca²⁺）=2.0×l0^-4mol/L，
则溶液中c（Ca²⁺）?c²（F^-）=2.0×l0^-4×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞k_sp（CaF₂）=1.5×10^-10，
则有沉淀生成，
故答案为：有；因为溶液中c（Ca²⁺）?c²（F^-）=5.12×10^-10＞k_sp（CaF₂）=1.5×10^-10．

点评：本题考查较为综合，涉及弱电解质的电离、平衡常数的计算以及难溶电解质的溶解，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，注意相关计算公式的运用，难度不大．