Question

15．氫氟酸是一種弱酸，可用來刻蝕玻璃．
（1）體積為10mLpH=2的CH₃COOH溶液與HF溶液分別加水稀釋至1000mL，稀釋過程中pH變化如圖1所示．
①HF的電離常數大于（填“大于”“小于”或“等于”）CH₃COOH的電離常數，理由是稀釋相同倍數，HF的pH變化比CH₃COOH的大，故HF酸性強，電離平衡常數大，．
②起始時，HF的物質的量濃度小于（填“大于”“小于”或“等于”）CH₃COOH的物質的量濃度．
（2）25℃時，將20mL0.10mol•L^-1CH₃COOH溶液和20mL0.10mol•L^-1HF溶液分別與20mL0.10mol•L^-1NaHCO₃溶液混合，實驗測得產生的氣體體積（V）隨時間（t）的變化如圖2所示，則曲線a對應的酸為HF．
（3）已知25℃時，①HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=-67.7kJ•mol^-1，②H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1．則氫氟酸的電離方程式及熱效應可表示為HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）①由圖可知，稀釋相同的倍數，HF的pH變化程度大，則酸性HF強，電離平衡常數大；
②10mLpH=2的CH₃COOH溶液與HF溶液中，氫離子起始濃度相同，則醋酸溶質濃度大于HF酸；
（2）反應速率與氫離子濃度成正比，上述分析可知HF酸性大于醋酸，溶液中氫離子濃度HF中大，反應速率快；
（3）利用蓋斯定律將①-②可得氫氟酸的電離方程式及熱效應．

解答 解：（1）①根據圖象分析知道，起始是兩種溶液中c（H⁺）相同，c（較弱酸）＞c（較強酸），稀釋過程中較弱酸的電離程度增大，故在整個稀釋過程中較弱酸的c（H⁺）一直大于較強酸的c（H⁺），稀釋相同倍數，HF的pH變化比CH₃COOH的大，故HF酸性強，電離平衡常數大，
故答案為：大于；稀釋相同倍數，HF的pH變化比CH₃COOH的大，故HF酸性強，電離平衡常數大；
②體積為10mLpH=2的CH₃COOH溶液與HF溶液，HF酸性強，都是弱電解質電離出相同氫離子濃度，則酸弱的濃度大，所以醋酸溶質濃度大于HF溶質濃度，
故答案為：小于；
（2）HF的電離平衡常數大于醋酸，所以HF的反應速率快，b曲線代表醋酸與NaHCO₃溶液反應，a曲線是代表HF與NaHCO₃溶液反應，
故答案為：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．
利用蓋斯定律將①-②可得：HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1，
故答案為：HF（aq）?F^-（aq）+H⁺（aq）△H=-10.4 kJ•mol^-1．

點評 本題考查了弱電解質的電離、鹽類水解、蓋斯定律的運用等知識點，明確弱電解質電離特點及酸的電離平衡常數與酸性強弱的關系是解本題關鍵，難度中等．