Question

15．氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃．
（1）体积为10mLpH=2的CH₃COOH溶液与HF溶液分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH变化如图1所示．
①HF的电离常数大于（填“大于”“小于”或“等于”）CH₃COOH的电离常数，理由是稀释相同倍数，HF的pH变化比CH₃COOH的大，故HF酸性强，电离平衡常数大，．
②起始时，HF的物质的量浓度小于（填“大于”“小于”或“等于”）CH₃COOH的物质的量浓度．
（2）25℃时，将20mL0.10mol•L^-1CH₃COOH溶液和20mL0.10mol•L^-1HF溶液分别与20mL0.10mol•L^-1NaHCO₃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2所示，则曲线a对应的酸为HF．
（3）已知25℃时，①HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=-67.7kJ•mol^-1，②H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1．则氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）①由图可知，稀释相同的倍数，HF的pH变化程度大，则酸性HF强，电离平衡常数大；
②10mLpH=2的CH₃COOH溶液与HF溶液中，氢离子起始浓度相同，则醋酸溶质浓度大于HF酸；
（2）反应速率与氢离子浓度成正比，上述分析可知HF酸性大于醋酸，溶液中氢离子浓度HF中大，反应速率快；
（3）利用盖斯定律将①-②可得氢氟酸的电离方程式及热效应．

解答 解：（1）①根据图象分析知道，起始是两种溶液中c（H⁺）相同，c（较弱酸）＞c（较强酸），稀释过程中较弱酸的电离程度增大，故在整个稀释过程中较弱酸的c（H⁺）一直大于较强酸的c（H⁺），稀释相同倍数，HF的pH变化比CH₃COOH的大，故HF酸性强，电离平衡常数大，
故答案为：大于；稀释相同倍数，HF的pH变化比CH₃COOH的大，故HF酸性强，电离平衡常数大；
②体积为10mLpH=2的CH₃COOH溶液与HF溶液，HF酸性强，都是弱电解质电离出相同氢离子浓度，则酸弱的浓度大，所以醋酸溶质浓度大于HF溶质浓度，
故答案为：小于；
（2）HF的电离平衡常数大于醋酸，所以HF的反应速率快，b曲线代表醋酸与NaHCO₃溶液反应，a曲线是代表HF与NaHCO₃溶液反应，
故答案为：HF；
（3）①HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=-67.7kJ•mol^-1，②H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1．
利用盖斯定律将①-②可得：HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1，
故答案为：HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1．

点评 本题考查了弱电解质的电离、盐类水解、盖斯定律的运用等知识点，明确弱电解质电离特点及酸的电离平衡常数与酸性强弱的关系是解本题关键，难度中等．