Question

18．在工农业生产和科学研究中，许多重要的化学反应需要在水溶液中进行，试分析并回答以下问题：
（1）向体积均为20.00mL、浓度均为0.1mol•L^-1盐酸和醋酸溶液中分别滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液．随加入的NaOH溶液体积的增加，溶液pH的变化如下图所示：

①用NaOH溶液滴定醋酸溶液的曲线是I（填“I”或“Ⅱ”）；
②实验前，上述三种溶液中由水电离出的c（H⁺）最大的是CH₃COOH溶液（填化学式）；
③图中V₁和V₂大小的比较：V₁＜V₂（填“＞”、“＜”或“=”）；
④图I中M点对应的溶液中，各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）（用离子的物质的量浓度符号填空）．
（2）为了研究沉淀溶解平衡，某同学查阅资料并设计了如下实验（相关数据测定温度及实验环境均为25℃）：

操作步骤	现象
步骤1：向20mL0.05mol•L-1AgNO3溶液中加入20mL0.05mol•L-1KSCN溶液，充分反应后过滤	出现白色沉淀
步骤2：向滤液中滴加少量2mol•L-1Fe（NO3）3溶液	溶液变红色
步骤3：向步骤2所得溶液中，加入少量3mol•L-1AgNO3溶液	现象a
步骤4：取步骤1所得少量滤渣加入到适量的3mol•L-1KI溶液中	出现黄色沉淀

资料：AgSCN是白色沉淀；K_sp（AgSCN）=1.0×10^-12；K_sp（AgI）=8.5×10^-17
①步骤2中溶液变红色，说明溶液中存在SCN^-，该离子经过步骤1中的反应，在溶液中仍然存在，原因是：由于存在沉淀溶解平衡AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），溶液中仍有少量SCN^-（用必要的文字和方程式说明）；
②该同学根据步骤3中现象a推知，加入的AgNO₃与步骤2所得溶液发生了反应，则现象a为出现白色沉淀、溶液红色变浅（至少答出两条明显现象）；
③写出步骤4中沉淀转化反应平衡常数的表达式：K=$\frac{c（SC{N}^{-}）}{c（{I}^{-}）}$．

Answer 1

分析 （1）①醋酸为弱酸，盐酸为强酸，等浓度时醋酸的pH大；
②酸和碱都对水的电离起抑制作用，酸、碱性越强，水的电离程度越小；
③醋酸钠显示碱性，氯化钠显示中性；
④0.1mol•L^-1 NaOH溶液10mL和溶液体积为20.00mL0.1mol•L^-1的醋酸反应，得到的是醋酸和醋酸钠的混合物，据此确定离子浓度大小；
（2）①步骤2中溶液变红色，说明溶液中存在SCN^-，该离子经过步骤1中的反应，在溶液中仍然存在，原因是AgSCN存在溶解平衡；
②银离子会和硫氰酸根离子之间反应得到AgSCN白色沉淀；
③AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），加入KI后，因为溶解度：AgI＜AgSCN，沉淀会向着更难溶的方向转化，即Ag⁺与I^-反应生成AgI黄色沉淀：Ag⁺+I^-═AgI↓，AgSCN的溶解平衡正向移动，反应可表示为AgSCN（s）+I^-=AgI+SCN^-（aq），以此书写平衡常数．

解答 解：（1）①由图中未加NaOH时的pH可知，图Ⅰ中酸的pH大于1，图Ⅱ中酸的pH=1，说明Ⅱ为0.1mol/L的盐酸溶液，为醋酸溶液滴定过程，所以滴定醋酸的曲线是I，
故答案为：I；
②0.1mol•L^-1 NaOH溶液、0.1mol•L^-1的盐酸中氢离子和氢氧根浓度都是0.1mol/L，对水的抑制作用一样，但是0.1mol/L醋酸溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L，所以对水的电离抑制较小，即三种溶液中由水电离出的c（H⁺）最大的是0.1 mol•L^-1醋酸溶液，故答案为：CH₃COOH；
③醋酸和氢氧化钠之间的反应，当恰好完全反应得到的醋酸钠显示碱性，要使得溶液显示中性，pH=7，需要醋酸稍过量，所以盐酸和氢氧化钠恰好完全反应，得到的氯化钠显示中性，所以V₁＜V₂，故答案为：＜；
④用0.1mol•L^-1 NaOH溶液10mL和溶液体积为20.00mL0.1mol•L^-1的醋酸反应，得到的是醋酸和醋酸钠的混合物，显示酸性，此时离子浓度大小c（CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （H⁺）＞c （OH^-），故答案为：c（CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （H⁺）＞c （OH^-）．
（2）①铁离子遇到硫氰化钾显示红色，发生的反应为：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，步骤2中溶液变红色，说明溶液中存在SCN^-，该离子经过步骤1中的反应，在溶液中仍然存在，原因是AgSCN存在溶解平衡AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），溶液中仍有少量SCN^-，
故答案为：由于存在沉淀溶解平衡AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），溶液中仍有少量SCN^-；
②加入硝酸银，银离子会和硫氰酸根离子之间反应得到AgSCN白色沉淀，且溶液红色变浅，
故答案为：出现白色沉淀；溶液红色变浅；
③AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），加入KI后，因为溶解度：AgI＜AgSCN，沉淀会向着更难溶的方向转化，即Ag⁺与I^-反应生成AgI黄色沉淀：Ag⁺+I^-═AgI↓，AgSCN的溶解平衡正向移动，反应可表示为AgSCN（s）+I^-=AgI+SCN^-（aq），则K=$\frac{c（SC{N}^{-}）}{c（{I}^{-}）}$，
故答案为：$\frac{c（SC{N}^{-}）}{c（{I}^{-}）}$．

点评 本题综合考查学生酸碱滴定、沉淀溶解平衡的移动以及溶液中离子浓度大小比较的知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，属于综合知识的考查，图象分析判断是解题关键，难度中等．