Question

16．電離平衡常數（用K_a表示）的大小可以判斷電解質的相對強弱．25℃時，有關物質的電離平衡常數如下表所示：

化學式	HF	H2CO3	HClO
電離平衡常數（Ka）	7.2×10-4	K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11	3.0×10-8

（1）將濃度為0.1mol•L^-1 HF溶液加水稀釋一倍（假設溫度不變），下列各量增大的是CD．
A．c（H⁺）  B．c（H⁺）•c（OH^-）   C.$\frac{c（{H}^{+}）}{c（HF）}$ D.$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$
（2）25℃時，在20mL 0.1mol•L^-1氫氟酸中加入V mL 0.1mol•L^-1 NaOH溶液，測得混合溶液的pH變化曲線如圖所示，下列說法正確的是BC．
A．pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水電離出的c（H⁺）相等
B．①點時pH=6，此時溶液中c（F^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7 mol•L^-1
C．②點時，溶液中的c（F^-）=c（Na⁺）
D．③點時V=20mL，此時溶液中c（F^-）＜c（Na⁺）=0.1mol•L^-1
（3）物質的量濃度均為0.1mol•L^-1的下列四種溶液：①Na₂CO₃溶液；②NaHCO₃溶液；③NaF溶液；④NaClO溶液．依據數據判斷pH由大到小的順序是①④②③．（用序號填寫）
（4）Na₂CO₃溶液顯堿性是因為CO${\;}_{3}^{2-}$水解的緣故，請設計簡單的實驗事實證明之在碳酸鈉溶液中滴入酚酞溶液變紅，再加入BaCl₂溶液后產生沉淀且紅色褪去或變淺．
（5）長期以來，一直認為氟的含氧酸不存在．1971年美國科學家用氟氣通過細冰末時獲得HFO，其結構式為H-O-F．HFO與水反應得到HF和化合物A，每生成1mol HF轉移1mol電子．

Answer 1

分析 （1）氫氟酸是弱電解質，溶液中存在電離平衡，加水稀釋其溶液促進氫氟酸電離，注意水的離子積常數只與溫度有關；
（2）A．酸或堿抑制了水電離，含有弱根離子的鹽促進水電離；
B．在①點時pH=6，溶液顯示酸性，根據電荷守恒分析；
C．在②點時，溶液為中性，根據電荷守恒分析離子濃度大小；
D．等物質的量的氫氟酸和氫氧化鈉恰好反應生成氟化鈉，溶液呈堿性，根據電荷守恒判斷，注意等體積混合時，不水解離子濃度變為原來的一半；
（3）等物質的量濃度的鈉鹽溶液，酸根離子水解程度越大其溶液的pH越大；
（4）設計實驗使溶液中的CO₃^2-由有到無，再根據酚酞的顏色變化起作用的是否是碳酸根離子；
（5）根據原子守恒確定A，再根據化合價變化計算轉移電子．

解答 解：（1）氫氟酸是弱電解質，溶液中存在電離平衡，加水稀釋其溶液促進氫氟酸電離，
A．稀釋過程中促進氫氟酸電離，但c（H⁺）減小，故A錯誤；
B．溫度不變，水的離子積常數不變，所以c（H⁺）•c（OH^-）不變，故B錯誤；
C．稀釋過程中促進氫氟酸電離，氫離子個數增大，氟化氫分子個數減小，所以 $\frac{c（{H}^{+}）}{c（HF）}$ 增大，故C正確；
D．稀釋過程中促進氫氟酸電離，溶液的體積增大程度大于氫離子的物質的量，所以氫離子濃度降低，氫氧根離子濃度增大，則$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$增大，故D正確；
故答案為：CD；
（2）A．氫氟酸抑制水電離，氟化鈉促進水電離，所以pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中，由水電離出的c（H⁺）不相等，故A錯誤；
B．①點時pH=6，溶液中存在電荷守恒，c（F^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），所以c（F^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=9.9×10^-7mol/L，故B正確；
C．②點時，溶液呈中性，c（OH^-）=c（H⁺），溶液中存在電荷守恒，c（F^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），所以c（F^-）=c（Na⁺），故C正確；
D．③點時V=20mL，此時溶液中溶質在氟化鈉，溶液呈堿性，根據電荷守恒知c（F^-）＜c（Na⁺），但等體積混合時不水解的離子濃度變為原來的一半，所以c（F^-）＜c（Na⁺）=0.05mol/L，故D錯誤；
故答案為：BC；
（3）等物質的量濃度的鈉鹽溶液，酸根離子水解程度越大其溶液的pH越大，酸的電離常數越小其酸根離子水解程度越大，所以等物質的量濃度的①Na₂CO₃溶液②NaHCO₃溶液③NaF溶液④NaClO溶液中pH由大到小的順序是①④②③，
故答案為：①④②③；
（4）為證明純堿溶液呈堿性是由CO₃^2-引起的，就設計一個使溶液中的碳酸根離子由有到無的實驗，根據溶液中酚酞顏色的變化判斷，所以設計的實驗為：在碳酸鈉溶液中滴入酚酞溶液變紅，再加入BaCl₂溶液后產生沉淀且紅色褪去或變淺，則說明Na₂CO₃溶液顯堿性是因為CO₃^2-水解的緣故，
故答案為：在碳酸鈉溶液中滴入酚酞溶液變紅，再加入BaCl₂溶液后產生沉淀且紅色褪去或變淺；
（5）根據原子守恒知，該反應方程式為：HFO+H₂O=HF+H₂O₂，根據元素化合價知，每生成1molHF轉移 1mol電子，故答案為：1．

點評 本題考查較綜合，涉及弱電解質的電離、鹽類水解、實驗設計、氧化還原反應等知識點，注意（3）中D選項，等體積混合時，不水解的離子其濃度變為原來的一半，明確HOF中各元素的化合價，為易錯點．