Question

5．25℃时，调节2.0×10^-3mol/L氢氟酸水溶液的pH（忽略体积变化），得到c（HF）、c（F^-） 与溶液pH的变化关系如图所示．请结合图中信息回答下列问题：
（1）HF电离平衡常数的表达式：K_a=$\frac{c（H+）×c（F-）}{c（HF）}$．室温下，向HF溶液中滴加NaOH溶液至pH=3.4时，c（F^-）：c（HF）=1：1．HF 的电离常数值为10^-3.4．
（2）将4.0×10^-3 mol/L的HF溶液与4.0×10^-4 mol/L CaCl₂溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略调节混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有沉淀产生：
c（Ca²⁺）×c²（F^-）=（2.0×10^-4）×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），有沉淀产生．[已知K_sp（CaF₂）=1.5×10^-10]．

Answer 1

分析 （1）电离平衡常数的表达式等于电离出离子平衡浓度乘积除以分子平衡浓度，结合图中离子浓度的关系来分析计算电离平衡常数的数值；
（2）溶液中离子的浓度来计算离子浓度幂之积，利用离子积与溶度积常数的关系来判断是否有沉淀生成．

解答 解：（1）HF?F^-+H⁺，电离平衡常数Ka=$\frac{c（H+）×c（F-）}{c（HF）}$，取pH=3.4时，c（HF）=c（F），室温下，向HF溶液中滴加NaOH溶液至pH=3.4时，c（F^-）：c（HF）=1：1，Ka=c（H⁺）=10^-3.4，
故答案为：$\frac{c（H+）×c（F-）}{c（HF）}$；  1：1； 10^-3.4；
（2）25℃时，4.0×10^-3 mol•L^-1HF溶液与4.0×10^-4 mol•L^-1 CaCl₂溶液等体积混合，则HF溶液浓度为2.0×10^-3mol•L^-1，CaCl₂溶液浓度为2.0×10^-4mol•L^-1；查图知pH=4时，溶液中c（F^-）浓度为1.6×10^-3mol•L^-1，
所以c（Ca²⁺）×c²（F^-）=2.0×10^-4×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），有沉淀产生；
故答案为：c（Ca²⁺）×c²（F^-）=（2.0×10^-4）×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），有沉淀产生．

点评 本题考查电离平衡常数与弱电解质的电离、平衡常数计算及利用溶度积来分析是否有沉淀生成，明确电离平衡常数的表达式和离子积的计算，并借助图来分析解答即可，较好的训练学生利用信息来分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．