Question

18．已知25℃时，氢氟酸（HF）的电离平衡常数K=3.6×10^-4，氢氰酸（HCN）的电离平衡常数K=4.9×10^-10
（1）某HF溶液的pH=2，则其由水电离出的c（H⁺）=10^-12mol•L^-1
（2）相同pH的HF溶液和HCN溶液，分别与相同体积、相同pH的NaOH溶液恰好完全中和，则消耗HF溶液的体积是大于（填“大于”或“小于”）消HCN溶液的体积
（3）0.4mol•L^-1的HCN溶液和0.2mol•L^-1的NaOH溶液等体积混合后溶液pH＞7，则溶液中各离子浓度大小关系为c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（4）常温下，将0.1mol•L^-1的HF溶液加水稀释的过程中，下列表达式的数值会变大的是BD
A．c（H⁺） B.$\frac{c（{H}^{+}）}{c（HF）}$  C．c（H⁺）•c（OH^-） D.$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$
（5）常温下，体积为10mL pH=2的HCN溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH的变化如图．则HX在稀释过程中，其电离平衡常数不变（填“变大”“不变”或“变小”），理由是电离平衡常数只与温度有关，温度不变电离平衡常数不变；
（6）稀释后，HX溶液中由水电离出的c（H⁺）大于（填“大于”“小于”或“等于”）HCN溶液中水电离出的c（H⁺）

Answer 1

分析 （1）某HF溶液的pH=2，则其由水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{1{0}^{-pH}}$；
（2）酸的电离平衡常数HF＞HCN，则酸性HF＞HCN，相同pH的HF溶液和HCN溶液，c（HF）＜c（HCN），等pH的这两种酸，分别与相同体积、相同pH的NaOH溶液恰好完全中和，消耗酸的体积其物质的量浓度成反比；
（3）0.4mol•L^-1的HCN溶液和0.2mol•L^-1的NaOH溶液等体积混合，溶液中溶质为等物质的量浓度的HCN、NaCN，混合溶液pH＞7，说明HCN电离程度小于CN^-水解程度，结合电荷守恒判断离子浓度大小；
（4）常温下，将0.1mol•L^-1的HF溶液加水稀释的过程中，促进HF电离，但HF电离增大程度小于溶液体积增大程度，所以c（H⁺）减小，温度不变水的离子积常数不变，则c（OH^-）增大；
（5）电离平衡常数只与温度有关；
（6）酸或碱抑制水电离，酸中氢离子浓度越大其抑制水电离程度越大．

解答 解：（1）某HF溶液的pH=2，则其由水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{1{0}^{-pH}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-2}}$mol/L=10^-12 mol/L，故答案为：10^-12；
（2）酸的电离平衡常数HF＞HCN，则酸性HF＞HCN，相同pH的HF溶液和HCN溶液，c（HF）＜c（HCN），等pH的这两种酸，分别与相同体积、相同pH的NaOH溶液恰好完全中和，消耗酸的体积其物质的量浓度成反比，所以消耗V（HF）大于V（HCN），故答案为：大于；
（3）0.4mol•L^-1的HCN溶液和0.2mol•L^-1的NaOH溶液等体积混合，溶液中溶质为等物质的量浓度的HCN、NaCN，混合溶液pH＞7，则c（H⁺）＜c（OH^-），说明HCN电离程度小于CN^-水解程度，结合电荷守恒得c（Na⁺）＞c（CN^-），所以离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案为：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
（4）常温下，将0.1mol•L^-1的HF溶液加水稀释的过程中，促进HF电离，但HF电离增大程度小于溶液体积增大程度，所以c（H⁺）减小，温度不变水的离子积常数不变，则c（OH^-）增大，
A．根据以上分析知，随着稀释溶液中c（H⁺）减小，故错误；
B．加水稀释促进HF电离，所以n（HF）减小、n（H⁺）增大，所以$\frac{c（{H}^{+}）}{c（HF）}$增大，故正确；
C．温度不变，水的离子积常数不变，所以c（H⁺）•c（OH^-）不变，故错误；
D．溶液中c（H⁺）减小，温度不变水的离子积常数不变，c（OH^-）增大，所以$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$增大，故正确；
故选BD；
（5）电离平衡常数只与温度有关，温度不变，电离平衡常数不变，故答案为：不变；电离平衡常数只与温度有关，温度不变电离平衡常数不变；
（6）酸或碱抑制水电离，酸中氢离子浓度越大其抑制水电离程度越大，稀释后c（H⁺）HCN＞HX，所以HX溶液中由水电离出的c（H⁺）大于HCN溶液中水电离出的c（H⁺），故答案为：大于．

点评 本题考查弱电解质的电离，为高频考点，明确弱酸电离平衡常数与其酸性强弱关系是解本题关键，注意：电离平衡常数只与温度有关，与溶液酸碱性强弱、溶液浓度无关，题目难度不大．