Question

已知：
①25℃，難溶電解質的溶度積常數(shù)：K_sp[CaF₂]=1.5×10^-10，K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20
②弱電解質在水溶液中存在電離常數(shù)：例如一元弱酸HA?H⁺+A^-，
其電離常數(shù)表達式 K_a=c（H⁺）?c （A^-）/c （HA）（各濃度為平衡時濃度）．該常數(shù)與濃度、壓強無關，
只是溫度的函數(shù)．25℃，醋酸的K_a=1.76×10^-5
③25℃時，2.0×10^-3mol?L^-1氫氟酸水溶液中，調節(jié)溶液pH（忽略體積變化），得到
c（HF）、c（F^-）與溶液pH的變化關系，如圖：

請根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）25℃時，向濃度均為0.1mol?L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成

 

沉淀（填化學式），生成該沉淀的離子方程式為

 

．
（2）25℃時，HF電離常數(shù)的數(shù)值Ka≈

 

，列式并說明得出該常數(shù)的理由

 

．
（3）25℃時，4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液與4.0×10^-4 mol?L^-1 CaCl₂溶液等體積混合，調節(jié)混合液pH為4.0（忽略調節(jié)混合液體積的變化），通過列式計算說明是否有沉淀產生．

Answer 1

考點：難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：

分析：（1）難溶電解質的溶度積越小，加入氨水時越易生成沉淀；
（2）根據(jù)電離平衡常數(shù)的表達式和圖中離子濃度的關系來分析電離平衡常數(shù)的數(shù)值；
（3）根據(jù)溶液中離子的濃度來計算離子濃度冪之積，利用離子積與溶度積常數(shù)的關系來判斷是否有沉淀生成．

解答： 解：（1）難溶電解質的溶度積越小，加入氨水時越易生成沉淀，則生成的沉淀為Cu（OH）₂，反應的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案為：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（2）由c（HF）、c（F^-）與溶液pH的變化關系圖可知，當c（F^-）和c（HF）相等時，K_a（HF）=c（H⁺），在c（F^-）和c（HF）相等時pH=3.45，再由K_a（HF）=

c(H +)?c(F -)

c(HF)

，pH即為K_a（HF）的負對數(shù)，則K_a（HF）≈10^-3.45，
故答案為：10^-3.45；K_a（HF）=

c(H +)?c(F -)

c(HF)

，當c（F^-）和c（HF）相等時，K_a（HF）=c（H⁺），查圖中的交點處即為c（F^-）=c（HF），故所對應的pH即為K_a（HF）的負對數(shù)；
（3）查圖可知當pH=4.0時，溶液中的c（F^-）=1.6×10^-3mol?L^-1，因等體積混合則溶液中c（Ca²⁺）=2.0×10^-4mol?L^-1，即c（Ca²⁺）×c²（F^-）=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂））=1.5×10^-10，所以有沉淀產生，
故答案為：pH=4.0時，則c（H⁺）=10^-4，此時：根據(jù)HF電離產生的c（F^-）=1.6×10^-3，而溶液中的c（Ca²⁺）=2.0×10^-4．c²（F^-）×c（Ca²⁺）=5.12×10^-10，5.12×10^-10大于K_sp（CaF₂）=1.5×10^-10，此時有少量沉淀產生．

點評：本題考查電離平衡常數(shù)與弱電解質的電離及利用溶度積來分析是否有沉淀生成，明確電離平衡常數(shù)的表達式和離子積的計算，并借助圖來分析解答即可，較好的訓練學生利用信息來分析問題、解決問題的能力．