(创新预测题)已知25 ℃时弱电解质的电离平衡常数:
Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13。
(1)将20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L-1的HSCN溶液分别与0.10 mol·L-1的NaHCO3溶液反应,实验测得产生CO2气体体积(V)与
时间t的关系如图所示。
反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是________;反应结束后所得溶液中c(SCN-)______c(CH3COO-)(填“>”、“=”或<)。
(2)2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),测得平衡体系中c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如图所示。则25 ℃时,HF电离平衡常数为Ka(HF)=________(列式求值)。
(3)难溶物质CaF2溶度积常数为Ksp=1.5×10-10,将4.0×10-3 mol·L-1 HF溶液与4.0×10-4 mol·L-1的CaCl2溶液等体积混合,调节溶液pH=4(忽略调节时溶液体积变化),试分析混合后是否有沉淀生成?________(填“有”或“没有”),简述理由:_____________________________________。
(1)Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):HSCN>CH3COOH,
c(H+)大反应速率快 >
(2) =4×10-4
(3)有 溶液中离子积Qc=c(Ca2+)·c2(F-)=5.12×10-10>Ksp(CaF2)=1.5×
10-10
(1)由Ka(CH3COOH)、Ka(HSCN)的数据知,相同物质的量浓度溶液HSCN的酸性比CH3COOH强,HSCN溶液中c(H+)大,所以反应开始时HSCN溶液与NaHCO3溶液反应的速率快。反应结束后所得两溶液分别为CH3COONa溶液和NaSCN溶液,由于HSCN的酸性比CH3COOH强,则SCN-的水解程度比CH3COO-弱,所以c(SCN-)>c(CH3COO-)。(2)当pH=4时,由图像可知,c(F-)=1.6×10-3 mol·L-1,c(HF)=4.0×10-4mol·L-1,c(H+)=1×10-4mol·L-1,代入Ka(HF)=即可。(3)当pH=4时,溶液中的c(F-)=1.6×10-3 mol·L-1,溶液中c(Ca2+)=2.0×10-4 mol·L-1,溶液中离子积Qc=c(Ca2+)·c2(F-)=5.12×10-10>Ksp(CaF2)=1.5×10-10,故有沉淀产生。