Question

已知：
①25℃，难溶电解质的溶度积常数：K_sp[CaF₂]=1.5×10^-10，K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20
②弱电解质在水溶液中存在电离常数：例如一元弱酸HA?H⁺+A^-，
其电离常数表达式 K_a=c（H⁺）?c （A^-）/c （HA）（各浓度为平衡时浓度）．该常数与浓度、压强无关，
只是温度的函数．25℃，醋酸的K_a=1.76×10^-5
③25℃时，2.0×10^-3mol?L^-1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，如图：

请根据以上信息回答下列问题：
（1）25℃时，向浓度均为0.1mol?L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成

 

沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为

 

．
（2）25℃时，HF电离常数的数值Ka≈

 

，列式并说明得出该常数的理由

 

．
（3）25℃时，4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液与4.0×10^-4 mol?L^-1 CaCl₂溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略调节混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有沉淀产生．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：

分析：（1）难溶电解质的溶度积越小，加入氨水时越易生成沉淀；
（2）根据电离平衡常数的表达式和图中离子浓度的关系来分析电离平衡常数的数值；
（3）根据溶液中离子的浓度来计算离子浓度幂之积，利用离子积与溶度积常数的关系来判断是否有沉淀生成．

解答： 解：（1）难溶电解质的溶度积越小，加入氨水时越易生成沉淀，则生成的沉淀为Cu（OH）₂，反应的离子方程式为Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案为：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（2）由c（HF）、c（F^-）与溶液pH的变化关系图可知，当c（F^-）和c（HF）相等时，K_a（HF）=c（H⁺），在c（F^-）和c（HF）相等时pH=3.45，再由K_a（HF）=

c(H +)?c(F -)

c(HF)

，pH即为K_a（HF）的负对数，则K_a（HF）≈10^-3.45，
故答案为：10^-3.45；K_a（HF）=

c(H +)?c(F -)

c(HF)

，当c（F^-）和c（HF）相等时，K_a（HF）=c（H⁺），查图中的交点处即为c（F^-）=c（HF），故所对应的pH即为K_a（HF）的负对数；
（3）查图可知当pH=4.0时，溶液中的c（F^-）=1.6×10^-3mol?L^-1，因等体积混合则溶液中c（Ca²⁺）=2.0×10^-4mol?L^-1，即c（Ca²⁺）×c²（F^-）=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂））=1.5×10^-10，所以有沉淀产生，
故答案为：pH=4.0时，则c（H⁺）=10^-4，此时：根据HF电离产生的c（F^-）=1.6×10^-3，而溶液中的c（Ca²⁺）=2.0×10^-4．c²（F^-）×c（Ca²⁺）=5.12×10^-10，5.12×10^-10大于K_sp（CaF₂）=1.5×10^-10，此时有少量沉淀产生．

点评：本题考查电离平衡常数与弱电解质的电离及利用溶度积来分析是否有沉淀生成，明确电离平衡常数的表达式和离子积的计算，并借助图来分析解答即可，较好的训练学生利用信息来分析问题、解决问题的能力．