Question

18．在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，許多重要的化學(xué)反應(yīng)需要在水溶液中進行，試分析并回答以下問題：
（1）向體積均為20.00mL、濃度均為0.1mol•L^-1鹽酸和醋酸溶液中分別滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液．隨加入的NaOH溶液體積的增加，溶液pH的變化如下圖所示：

①用NaOH溶液滴定醋酸溶液的曲線是I（填“I”或“Ⅱ”）；
②實驗前，上述三種溶液中由水電離出的c（H⁺）最大的是CH₃COOH溶液（填化學(xué)式）；
③圖中V₁和V₂大小的比較：V₁＜V₂（填“＞”、“＜”或“=”）；
④圖I中M點對應(yīng)的溶液中，各離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）（用離子的物質(zhì)的量濃度符號填空）．
（2）為了研究沉淀溶解平衡，某同學(xué)查閱資料并設(shè)計了如下實驗（相關(guān)數(shù)據(jù)測定溫度及實驗環(huán)境均為25℃）：

操作步驟	現(xiàn)象
步驟1：向20mL0.05mol•L-1AgNO3溶液中加入20mL0.05mol•L-1KSCN溶液，充分反應(yīng)后過濾	出現(xiàn)白色沉淀
步驟2：向濾液中滴加少量2mol•L-1Fe（NO3）3溶液	溶液變紅色
步驟3：向步驟2所得溶液中，加入少量3mol•L-1AgNO3溶液	現(xiàn)象a
步驟4：取步驟1所得少量濾渣加入到適量的3mol•L-1KI溶液中	出現(xiàn)黃色沉淀

資料：AgSCN是白色沉淀；K_sp（AgSCN）=1.0×10^-12；K_sp（AgI）=8.5×10^-17
①步驟2中溶液變紅色，說明溶液中存在SCN^-，該離子經(jīng)過步驟1中的反應(yīng)，在溶液中仍然存在，原因是：由于存在沉淀溶解平衡AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），溶液中仍有少量SCN^-（用必要的文字和方程式說明）；
②該同學(xué)根據(jù)步驟3中現(xiàn)象a推知，加入的AgNO₃與步驟2所得溶液發(fā)生了反應(yīng)，則現(xiàn)象a為出現(xiàn)白色沉淀、溶液紅色變淺（至少答出兩條明顯現(xiàn)象）；
③寫出步驟4中沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式：K=$\frac{c（SC{N}^{-}）}{c（{I}^{-}）}$．

Answer 1

分析 （1）①醋酸為弱酸，鹽酸為強酸，等濃度時醋酸的pH大；
②酸和堿都對水的電離起抑制作用，酸、堿性越強，水的電離程度越小；
③醋酸鈉顯示堿性，氯化鈉顯示中性；
④0.1mol•L^-1 NaOH溶液10mL和溶液體積為20.00mL0.1mol•L^-1的醋酸反應(yīng)，得到的是醋酸和醋酸鈉的混合物，據(jù)此確定離子濃度大��；
（2）①步驟2中溶液變紅色，說明溶液中存在SCN^-，該離子經(jīng)過步驟1中的反應(yīng)，在溶液中仍然存在，原因是AgSCN存在溶解平衡；
②銀離子會和硫氰酸根離子之間反應(yīng)得到AgSCN白色沉淀；
③AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），加入KI后，因為溶解度：AgI＜AgSCN，沉淀會向著更難溶的方向轉(zhuǎn)化，即Ag⁺與I^-反應(yīng)生成AgI黃色沉淀：Ag⁺+I^-═AgI↓，AgSCN的溶解平衡正向移動，反應(yīng)可表示為AgSCN（s）+I^-=AgI+SCN^-（aq），以此書寫平衡常數(shù)．

解答 解：（1）①由圖中未加NaOH時的pH可知，圖Ⅰ中酸的pH大于1，圖Ⅱ中酸的pH=1，說明Ⅱ為0.1mol/L的鹽酸溶液，為醋酸溶液滴定過程，所以滴定醋酸的曲線是I，
故答案為：I；
②0.1mol•L^-1 NaOH溶液、0.1mol•L^-1的鹽酸中氫離子和氫氧根濃度都是0.1mol/L，對水的抑制作用一樣，但是0.1mol/L醋酸溶液中氫離子濃度小于0.1mol/L，所以對水的電離抑制較小，即三種溶液中由水電離出的c（H⁺）最大的是0.1 mol•L^-1醋酸溶液，故答案為：CH₃COOH；
③醋酸和氫氧化鈉之間的反應(yīng)，當(dāng)恰好完全反應(yīng)得到的醋酸鈉顯示堿性，要使得溶液顯示中性，pH=7，需要醋酸稍過量，所以鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)，得到的氯化鈉顯示中性，所以V₁＜V₂，故答案為：＜；
④用0.1mol•L^-1 NaOH溶液10mL和溶液體積為20.00mL0.1mol•L^-1的醋酸反應(yīng)，得到的是醋酸和醋酸鈉的混合物，顯示酸性，此時離子濃度大小c（CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （H⁺）＞c （OH^-），故答案為：c（CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （H⁺）＞c （OH^-）．
（2）①鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色，發(fā)生的反應(yīng)為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，步驟2中溶液變紅色，說明溶液中存在SCN^-，該離子經(jīng)過步驟1中的反應(yīng)，在溶液中仍然存在，原因是AgSCN存在溶解平衡AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），溶液中仍有少量SCN^-，
故答案為：由于存在沉淀溶解平衡AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），溶液中仍有少量SCN^-；
②加入硝酸銀，銀離子會和硫氰酸根離子之間反應(yīng)得到AgSCN白色沉淀，且溶液紅色變淺，
故答案為：出現(xiàn)白色沉淀；溶液紅色變淺；
③AgSCN（s）?Ag⁺（aq）+SCN^-（aq），加入KI后，因為溶解度：AgI＜AgSCN，沉淀會向著更難溶的方向轉(zhuǎn)化，即Ag⁺與I^-反應(yīng)生成AgI黃色沉淀：Ag⁺+I^-═AgI↓，AgSCN的溶解平衡正向移動，反應(yīng)可表示為AgSCN（s）+I^-=AgI+SCN^-（aq），則K=$\frac{c（SC{N}^{-}）}{c（{I}^{-}）}$，
故答案為：$\frac{c（SC{N}^{-}）}{c（{I}^{-}）}$．

點評 本題綜合考查學(xué)生酸堿滴定、沉淀溶解平衡的移動以及溶液中離子濃度大小比較的知識，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，屬于綜合知識的考查，圖象分析判斷是解題關(guān)鍵，難度中等．