Question

（1）含有弱酸HA和其鈉鹽NaA的混合溶液，在化學(xué)上用作緩沖溶液．向其中加入少量酸或堿時(shí)，溶液的酸堿性變化不大．現(xiàn)將0.04mol?L^-1HA溶液和0.02mol?L^-1NaOH溶液等體積混合，得到緩沖溶液．

①若HA為HCN，該溶液顯堿性，則溶液中c（CN^-）

 

c（Na⁺）（填“＜”、“=”或“＞”），你得出該結(jié)論的依據(jù)是

 

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②若HA為CH₃COOH，該溶液顯酸性．溶液中所有的離子按濃度由大到小排列的順序是

 

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（2）二氧化氯（ClO₂）為一種黃綠色氣體，是國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑，目前已開發(fā)出用電解法制取ClO₂的新工藝．
①如圖示意用石墨做電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO₂．寫出陽(yáng)極產(chǎn)生ClO₂的電極反應(yīng)式：

 

．
②電解一段時(shí)間，當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，停止電解．通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為

 

mol；用平衡移動(dòng)原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因

 

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（3）25℃時(shí)，2.0×10^-3mol?L^-1HF溶液中，調(diào)節(jié)溶液pH（忽略溶液體積變化）得到的（HF）、c（F^-）與溶液pH的變化關(guān)系如圖2．若將4.0×10^-4mol?L^-1CaCl₂溶液與4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液等體積混合，調(diào)節(jié)混合液pH=4（忽略調(diào)節(jié)時(shí)混合液體積的變化），通過(guò)列式計(jì)算說(shuō)明是否有CaF₂沉淀析出．[已知K_sp（CaF₂）：1.5×10^-10]

 

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Answer 1

分析：（1）①?gòu)娜芤弘娭行缘慕嵌缺容^離子濃度大小；
②若HA為CH₃COOH，該溶液顯酸性，說(shuō)明c（H⁺）＞c（OH^-），結(jié)合溶液電中性原則分析；
（2）①由題意可知，氯離子放電生成ClO₂，由元素守恒可知，有水參加反應(yīng)，同時(shí)生成氫離子；
②在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子為+1價(jià)離子，根據(jù)n=

V

Vm

計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算陽(yáng)離子的物質(zhì)的量，電解中H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動(dòng)；
（3）查圖當(dāng)PH=4時(shí)，溶液中C（F^-）=1.6×10^-3mol?L^-1，則Q_c=C（Ca²⁺）C²（F^-）=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成．

解答：解：（1）①該溶液顯堿性，則c（H⁺）＜c（OH^-），根據(jù)溶液電中性原則可知c（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），則c（Na⁺）＞c（CN^-），
故答案為：＜；因?yàn)閏（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），溶液顯堿性，則c（H⁺）＜c（OH^-），所以c（Na⁺）＞c（CN^-）；
②若HA為CH₃COOH，該溶液顯酸性，說(shuō)明c（H⁺）＞c（OH^-），根據(jù)溶液電中性原則可知c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺），
故答案為：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2））①由題意可知，氯離子放電生成ClO₂，由元素守恒可知，有水參加反應(yīng)，同時(shí)生成氫離子，電極反應(yīng)式為：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺，
故答案為：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺；
②在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，氫氣的物質(zhì)的量為

V

Vm

=

0.336L

22.4L/mol

0.015mol，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子為+1價(jià)離子，故交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為0.015mol×2=0.03mol，電解中陰極H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動(dòng)，溶液的pH增大，
故答案為：0.03；在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動(dòng)，OH^-濃度增大，pH增大；
（3）根據(jù)圖知，當(dāng)pH=4時(shí)，溶液中c（F^-）=1.6×10^-3mol/L，Q_c=c（Ca²⁺）．c²（F^-）=2.0×10^-3×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成，
故答案：當(dāng)pH=4時(shí)，Q_c=c（Ca²⁺）．c²（F^-）=2.0×10^-3×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理應(yīng)用，弱電解質(zhì)的電離平衡分析，鹽類水解的應(yīng)用判斷，電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較，沉淀溶解平衡的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．