Question

19．實(shí)驗(yàn)一：某化學(xué)小組為比較鹽酸和醋酸的酸性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案．裝置如圖：
實(shí)驗(yàn)方案：在兩試管中分別加入過量鎂條，同時(shí)將兩注射器中的溶液注入相應(yīng)試管中，觀察產(chǎn)生氫氣的速率和體積．
（1）鹽酸與鎂反應(yīng)的離子方程式為Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑．
（2）在上述實(shí)驗(yàn)方案中有一明顯欠缺，該欠缺是沒有說明兩種酸的濃度相等．
（3）在欠缺已經(jīng)改正的方案下，反應(yīng)起始時(shí)，產(chǎn)生氫氣的速率關(guān)系應(yīng)是鹽酸的快，醋酸的慢；最終產(chǎn)生氫氣的體積關(guān)系應(yīng)是體積相等．
（4）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氫氣體積比理論值高，可能原因是反應(yīng)放熱，過量鎂與水反應(yīng)．
（5）通過比較起始反應(yīng)的速率可以得出的結(jié)論是鹽酸酸性比醋酸強(qiáng)．
（6）除上述方法外，還可以通過其他方法比較鹽酸和醋酸的酸性，請(qǐng)寫出其中一種更簡(jiǎn)單的方法測(cè)定同濃度的鹽酸和醋酸的pH
測(cè)定醋酸鈉和氯化鈉溶液的pH．
實(shí)驗(yàn)二：某二元酸（H₂B）在水中的電離方程式是：H₂B=H⁺+HB^-      HB^-?H⁺+B^2-
回答下列問題：
（1）請(qǐng)判斷H₂B是強(qiáng)電解質(zhì)還是弱電解質(zhì)？強(qiáng)電解質(zhì)
（2）已知0.1mol•L^-1NaHB溶液的pH=2，則0.1mol•L^-1 H₂B溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度應(yīng)＜0.11mol•L^-1（填“＜”，“＞”或“=”）
（3）在0.1mol/L的Na₂B溶液中，下列離子濃度關(guān)系式正確的是CD．
A．c（H⁺）+c（HB^-）+c（H₂B）=0.1mol/L         B．c（Na⁺）+c（OH^-）═c（H⁺）+c（HB^-）
C．c（Na⁺）+c（H⁺）═c（OH^-）+c（HB^-）+2c（B^2-）   D．c（Na⁺）═2c（B^2-）+2c（HB^-）
（4）0.1mol/LNaHB溶液中各種離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)一：（1）鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和氫氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（2）兩種酸的濃度必須相等，才能比較反應(yīng)速率快慢；
（3）醋酸為弱酸，溶液中只能部分電離出氫離子，則醋酸與鎂的在開始時(shí)反應(yīng)速率較��；由于兩種酸的物質(zhì)的量相等，則生成氫氣的最終體積相等；
（4）該反應(yīng)放熱，過量鎂與水反應(yīng)生成了氫氣；
（5）鹽酸醋酸氫氣速率快、醋酸慢，說明鹽酸的酸性較強(qiáng)；
（6）比較酸的強(qiáng)弱，還可以測(cè)定相同濃度的醋酸和鹽酸溶液的pH，或沉淀醋酸鈉和氯化鈉溶液的pH；
實(shí)驗(yàn)二：（1）在水溶液里或熔融狀態(tài)下部分電離的電解質(zhì)為弱電解質(zhì)，完全電離的電解質(zhì)為強(qiáng)電解質(zhì)；
（2）根據(jù)電離方程式知，HA^-只電離不水解，0.1mol•L^-1NaHA溶液的pH=2，則HA^-電離出氫離子濃度為0.01mol/L，H₂A第一步電離出的氫離子抑制第二步電離；
（3）根據(jù)二元酸的電離方程式知，B^2-只發(fā)生第一步水解，根據(jù)溶液中的電荷守恒、物料守恒及質(zhì)子守恒進(jìn)行判斷；
（4）根據(jù)離子是否電離確定鈉離子和酸式酸根離子濃度大小，根據(jù)溶液的酸堿性確定氫離子和氫氧根離子濃度相對(duì)大小，根據(jù)離子來源確定氫離子和B離子相對(duì)大小．

解答 解：實(shí)驗(yàn)一：（1）鎂與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，
故答案為：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；
（2）根據(jù)產(chǎn)生氫氣的速率判斷酸性強(qiáng)弱時(shí)，必須指出醋酸和鹽酸的濃度相等，否則無法比較，
故答案為：沒有說明兩種酸的濃度相等；
（3）醋酸為弱酸，鹽酸為強(qiáng)酸，濃度相等時(shí)醋酸中氫離子濃度小于鹽酸，則與鎂的反應(yīng)中，鹽酸的快，醋酸的慢；由于醋酸和鹽酸的濃度、體積相等，鎂過量，則最終生成氫氣的體積相等，
故答案為：鹽酸的快，醋酸的慢； 體積相等；
（4）鎂在加熱條件下能夠與水反應(yīng)，所以該反應(yīng)放熱，導(dǎo)致過量鎂與水反應(yīng)生成氫氣，所以產(chǎn)生的氫氣比理論值高，
故答案為：反應(yīng)放熱，過量鎂與水反應(yīng)；
（5）根據(jù)醋酸、鹽酸與鎂反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率可知，鹽酸中氫離子濃度大于醋酸，則鹽酸的酸性大于醋酸，
故答案為：鹽酸酸性比醋酸強(qiáng)；
（6）判斷醋酸和鹽酸的酸性強(qiáng)弱，還可以通過測(cè)定同濃度的鹽酸和醋酸的pH或測(cè)定醋酸鈉和氯化鈉溶液的pH進(jìn)行判斷，
故答案為：測(cè)定同濃度的鹽酸和醋酸的pH；測(cè)定醋酸鈉和氯化鈉溶液的pH；
實(shí)驗(yàn)二：（1）根據(jù)H₂A=H⁺+HA^-知，H₂A第一步完全電離，所以為強(qiáng)電解質(zhì)，
故答案為：強(qiáng)電解質(zhì)；
（2）根據(jù)電離方程式知，HA^-只電離不水解，0.1mol•L^-1NaHA溶液的pH=2，則HA^-電離出氫離子濃度為0.01mol/L，H₂A第一步完全電離生成0.1mol/L的氫離子，第一步電離出的氫離子抑制第二步電離，所以第二步電離出的氫離子濃度小于0.01mol/L，則H₂A溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度應(yīng)小于0.11mol/L，
故答案為：＜；
（3）A．H₂B第一步完全電離，所以溶液中不存在H₂B，應(yīng)該為c（B^2-）+c（HB^- ）=0.1mol/L，故A錯(cuò)誤；
B．H₂B第一步完全電離，所以溶液中不存在H₂B，溶液中存在質(zhì)子守恒，根據(jù)質(zhì)子守恒得：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HB^-），故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)電荷守恒得：c（Na⁺）+c（H⁺ ）=c（OH^- ）+c（HB^-）+2c（B^2- ），故C正確；
D．根據(jù)物料守恒得：c（Na⁺）=2c（B^2- ）+2c（HB^- ），故D正確；
故答案為：CD；
（4）鈉離子不電離，HB^-能電離，所以c（Na⁺）＞c（HB^-），根據(jù)（3）知，溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），水和HB^-都電離出氫離子，則c（H⁺）＞c（B^2-），所以該溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了酸性強(qiáng)弱比較、離子濃度大小比較、溶解度在的電離平衡及其影響等知識(shí)，注意掌握判斷酸性強(qiáng)弱的方法，明確弱電解質(zhì)的電離平衡及其影響因素，能夠根據(jù)電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒及鹽的水解原理判斷各離子濃度大小．