题目内容
【题目】已知:①25 ℃时,弱电解质的电离平衡常数:K(CH3COOH)=1.8×10-5,K(HSCN)=0.13;难溶电解质的溶度积常数:Ksp(CaF2)=6×10-10。②25 ℃时,2.0×10-3 mol/L氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略体积变化),得到c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系,如下图所示:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)25 ℃时,将20 mL 0.10 mol/L CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol/L HSCN溶液分别与20 mL 0.10 mol/L NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示,反应初始阶段,两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是__________,反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO-)________c(SCN-)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)25 ℃时,HF电离平衡常数的数值Ka≈______。
(3)4.0×10-3 mol/L HF溶液与4.0×10-4mol/L CaCl2溶液等体积混合,调节混合液pH为4.0后(忽略调节时混合液体积的变化),_______沉淀产生。(填“有”或“无”)。
【答案】 HSCN的酸性比CH3COOH强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快 < 10-3.5(或3.5×10-4) 无
【解析】(1)由Ka(CH3COOH)=1.8×10-5和Ka(HSCN)=0.13可知,CH3COOH的酸性弱于HSCN的,即在相同浓度的情况下HSCN溶液中H+的浓度大于CH3COOH溶液中H+的浓度,浓度越大反应速率越快;又酸越弱,反应生成的相应的钠盐越易水解,即c(CH3COO-)<c(SCN-),故答案为:HSCN的酸性比CH3COOH强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率快;<;
(2)已知氢氟酸的电离方程式:HFH++F-,则Ka(HF)= ,当c(F-)和c(HF)相等时,由Ka(HF)=
,可知Ka(HF)=c(H+),由c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系图可知,在c(F-)和c(HF)相等时图中pH=3.5左右,pH即为Ka(HF)的负对数,则Ka(HF)=10-3.5,故答案为:10-3.5;
(3)25℃时,4.0×10-3 molL-1HF溶液与4.0×10-4 molL-1 CaCl2溶液等体积混合,则HF溶液浓度为2.0×10-3molL-1,CaCl2溶液浓度为2.0×10-4molL-1;由图像知pH=4时,溶液中c(F-)浓度为1.6×10-3molL-1,所以c(Ca2+)×c2(F-)=2.0×10-4×(1.6×10-3)2=5.12×10-10<Ksp(CaF2),无沉淀产生;故答案为:无。
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