Question

4．已知25℃時，K_a（HF）=3.6×10^-4，K_sp（CaF₂）=1.46×10^-10，K_sp（CaCO₃）=2.8×10^-9；現向1L 0.2mol•L^-1 HF溶液中加入1L 0.2mol•L^-1 CaCl₂溶液．下列說法中正確的是（　　）

• A． 該體系中HF與CaCl₂反應產生沉淀
• B． 25℃時，CaF₂比CaCO₃的溶解度更小
• C． 25℃時，0.1 mol•L^-1 HF溶液中pH＜1
• D． K_sp（CaF₂）隨溫度和濃度的變化而變化

Answer 1

分析 A．兩溶液混合后，c（Ca²⁺）=0.1 mol•L^-1，c（F^-）=$\sqrt{{K}_{a}×c（HF）}$=6×10^-3mol/L，再計算濃度積Qc，與溶度積K_sp（CaF₂）比較判斷；
B．根據氟化鈣、碳酸鈣的溶度積計算出飽和溶液中溶解的碳酸鈣、氟化鈣的濃度；
C．HF為弱酸，不能完全電離；
D．Ksp只與溫度有關，與濃度無關．

解答 解：A．兩溶液混合后，c（Ca²⁺）=0.1 mol•L^-1，c（F^-）=$\sqrt{{K}_{a}×c（HF）}$=$\sqrt{3.6×1{0}^{-4}×0.1}$mol/L=6×10^-3mol/L，則Qc=c²（F^-）•c（Ca²⁺）=（3.6×10^-5mol/L）•0.1 mol•L^-1=3.6×10^-6＞Ksp，說明有沉淀產生，故A正確；
B.25℃時飽和CaCO₃溶液和飽和CaF₂溶液相比，CaCO₃溶液中溶解的碳酸鈣為：c（Ca²⁺）=$\sqrt{2.8×1{0}^{-9}}$mol/L≈5.3×10^-5mol/L，CaF₂溶液中c（Ca²⁺）=$\root{3}{\frac{1.46×1{0}^{-10}}{4}}$mol/L≈$\root{3}{3.65}$×10^-3mol/L＞5.3×10^-5mol/L，所以碳酸鈣更難溶，故B錯誤；
C．HF酸為弱酸，不能完全電離，則25℃時，0.1 mol•L^-1HF溶液中pH＞1，故C錯誤；
D．Ksp只與溫度有關，則K_sp（CaF₂）隨溫度的變化而變化，與濃度無關，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查了難溶物溶解平衡及其應用，題目難度中等，明確難溶物溶解平衡的概念及影響因素為解答關鍵，B為易錯點，需要通過計算判斷二者的溶解度大小，試題培養了學生的化學計算能力．