Question

15．（1）在a、b兩支試管中，分別裝上形態(tài)相同、質量相等的一顆鋅粒，然后向兩支試管中分別加入相同物質的量濃度、相同體積的稀鹽酸和稀醋酸（酸過量），填寫下列空白：
?a、b兩支試管中的現象：相同點是都產生無色氣泡；不同點是a中反應速率較快，原因是鹽酸是強酸，醋酸是弱酸，鹽酸溶液中c（H⁺）大．
?a、b兩支試管中反應完畢后生成氣體的總體積是V（a）等于V（b）（填“大于”、“小于”或“等于”）；原因是酸過量，產生氫氣的量由鋅決定，鋅的質量相等．
（2）現有常溫下的0.1mol•L^-1純堿溶液．
?你認為該溶液呈堿性的原因是（用兩個離子方程式表示）：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
?為證明你的上述觀點，請設計一個簡單的實驗，簡述實驗過程：向純堿溶液中滴加數滴酚酞試液后，溶液顯紅色；然后逐滴加入氯化鈣溶液直至過量，若溶液紅色逐漸變淺直至消失，則說明上述觀點．
③同學甲認為該溶液中Na₂CO₃的水解是微弱的，發(fā)生水解的CO₃^2- 離子不超過其總量的10%．請你設計實驗證明該同學的觀點是否正確：用pH試紙（或pH計）測常溫下0.1mol•L^-1純堿溶液的pH，若pH＜12，則該同學的觀點正確；若pH＞12，則該同學的觀點不正確．

Answer 1

分析 （1）觀察到都有無色的氣體產生，但氫離子的濃度不同，所以反應速率不等；
酸過量，生成氫氣的量取決于鋅的量；
（2）①碳酸根離子部分水解，導致溶液呈堿性，據此寫出水解的離子方程式；
②可向滴有酚酞的碳酸鈉溶液中滴入氯化鈣溶液，若溶液紅色逐漸變淺并最終消失則證明該觀點；
③用pH試紙測定0.1mol/L的碳酸鈉溶液的pH，若pH＜12，則說明發(fā)生水解的CO₃^2-離子不超過其總量的10%．

解答 解：（1）鹽酸是強酸，醋酸是弱酸，相同物質的量濃度、相同體積的稀鹽酸和稀醋酸，鹽酸中氫離子濃度大于醋酸，兩只試管中觀察到都有產生無色的氣體，但因為鹽酸中氫離子的濃度大于醋酸，所以a中產生氫氣的速率比b快；
由于酸過量，產生氫氣的量由鋅決定，鋅的質量相等，則生成氫氣的體積相等，
故答案為：都產生無色氣泡；a中反應速率較快；鹽酸是強酸，醋酸是弱酸，鹽酸溶液中c（H⁺）大；等于；酸過量，產生氫氣的量由鋅決定，鋅的質量相等；
（2）①碳酸根離子在溶液中發(fā)生水解反應：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，導致溶液顯示堿性，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
②證明純堿溶液顯示堿性是碳酸根離子水解導致的方法為：向純堿溶液中滴加數滴酚酞試液后，溶液顯紅色；然后逐滴加入氯化鈣溶液直至過量，若溶液紅色逐漸變淺直至消失，則說明上述觀點，
故答案為：向純堿溶液中滴加數滴酚酞試液后，溶液顯紅色；然后逐滴加入氯化鈣溶液直至過量，若溶液紅色逐漸變淺直至消失，則說明上述觀點；
③Na₂CO₃的水解是微弱的，發(fā)生水解的CO₃^2- 離子不超過其總量的10%，證明方法為：用pH試紙（或pH計）測常溫下0.1 mol•L^-1純堿溶液的pH，若pH＜12，則該同學的觀點正確；若pH＞12，則該同學的觀點不正確，
故答案為：用pH試紙（或pH計）測常溫下0.1 mol•L^-1純堿溶液的pH，若pH＜12，則該同學的觀點正確；若pH＞12，則該同學的觀點不正確．

點評 本題考查了弱電解質的電離平衡、鹽的水解原理及其影響，題目難度中等，明確影響電離平衡、鹽的水解的因素為解答關鍵，（2）為難點，注意掌握性質實驗方案設計的原則，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．