Question

用實驗確定某酸HA是弱電解質。兩同學的方案是：
甲：①稱取一定質量的HA配制成0.1mol?L^－1的溶液100mL；
②用pH試紙測出該溶液的pH，即可證明HA是弱電解質。
乙：①用已知物質的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pH＝1的兩種酸溶液各100mL；
②分別取這兩種溶液各10mL，加水稀釋為100mL；
③各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個試管中，同時加入純度相同的鋅粒，觀察反應現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質。
（1）在兩個方案的第①步中，都要用到的定量儀器是_______。
（2）甲方案中，說明HA是弱電解質的理由是測得溶液的pH____1（選填“＞”、“＜”或“＝”）。
乙方案中，說明HA是弱電解質的現(xiàn)象是_______（多選扣分）。
A.裝HCl溶液的試管中放出H₂的速率快
B.裝HA溶液的試管中放出H₂的速率快
C.兩個試管中生成氣體的速率一樣快
（3）請你評價：乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處為________________、______________________。
（4）請你再設計一個合理而比較容易進行的方案（藥品可任取），作簡要表述。
答：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

Answer 1

（1）100mL容量瓶 
（2）＞；B 
（3）配制pH=1的弱酸HA溶液難以實現(xiàn)；不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同
（4）配制NaA溶液，在常溫下測其pH＞７，則說明HA是弱酸
【試題分析】

本實驗題是運用理論知識來解決實際問題的一道很好的題目，它不但考查了一些有關強、弱電解質的重要知識，同時還考查了同學們靈活應用所學知識評價實驗和設計實驗的綜合能力。
證明HA是弱電解質的原理有兩個：一是證明HA不能完全電離，溶液中存在電離平衡；二是證明HA與強堿反應生成的鹽具有堿性，溶液中存在水解平衡。此題中甲、乙兩同學都是利用了第一個原理。

（1）在兩個方案中，都涉及溶液的配制，而配制一定物質的量濃度的溶液所必需的定量儀器是容量瓶。在回答問題（1）時還應注意：容量瓶是有一定規(guī)格的，必須注明其容積為100mL。
（2）甲方案中的100mL0.1mol?L^－1HA溶液。若HA為弱酸，HA不能完全電離，則溶液中H⁺的濃度小于0.1mol?L^－1，即溶液的pH應該大于1。
乙方案中，把pH=1的鹽酸和HA溶液都稀釋10倍后，鹽酸是強酸，溶液中［H⁺］=0.01mol?L^－1，而弱酸加水稀釋時，電離度增大，即會繼續(xù)有部分HA分子電離出H⁺，使H⁺的物質的量增加，所以HA溶液中［H⁺］＞0.01mol?L^－1。即稀釋后HA溶液中H⁺的濃度大于鹽酸溶液中H⁺的濃度，H⁺的濃度越大，反應速率越快，所以加入相同純度的鋅粒時，HA溶液中產(chǎn)生氫氣的速率快。
（3）乙方案中，要求配制一定pH的弱酸溶液，由于弱酸溶液中存在電離平衡，影響電離平衡的因素（如溫度等）很多，導致配制的溶液的pH不穩(wěn)定，因此配制pH=1的弱酸HA溶液難以實現(xiàn)。
鋅粒與酸的反應是液體與固體的反應，反應速率除了與H⁺濃度有關外，固體的表面積對反應速率的影響也較大，而加入的鋅粒難以做到表面積相同，所以僅僅用反應生成氣體的速率來判斷溶液中H⁺濃度的大小，說服力不強。
（4）要證明某酸是弱電解質還有很多方法。例如：
①依據(jù)弱電解質溶液中存在電離平衡的原理還可設計如下：
a.等體積pH相同的鹽酸與 HA溶液稀釋相同的倍數(shù)后，HA溶液的pH小。
b.等體積pH相同的鹽酸與 HA溶液分別稀釋到相同的pH，HA溶液加水量多。
c.相同pH的鹽酸與HA溶液中分別加入相應的鈉鹽固體，HA溶液的pH變化大。
②依據(jù)HA與強堿反應生成的鹽具有堿性，溶液中存在水解平衡的原理可設計如下：
室溫下配制NaA溶液，測定該溶液的pH。若pH＞７，則說明HA是弱酸。
③依據(jù)溶液導電性強弱變化可設計如下：
a.配制物質的量濃度相同的一元強酸（如鹽酸）和HA溶液，測其導電能力。若HA溶液的導電能力比一元強酸的弱，則說明HA是弱酸。
b.靈敏電流計測由純酸HA開始，然后慢慢加蒸餾水稀釋的過程中，電流的變化情況。若電流計中通過的電流由小到大，然后再由大到小，則說明HA是弱酸。
以上方法中測NaA溶液的pH為操作最簡單方便的方法。