Question

5．某化學小組為比較鹽酸和醋酸的酸性強弱，設(shè)計了如下實驗方案．裝置如圖（夾持儀器略）
實驗方案：在兩試管中分別加入過量形狀大小相同的光亮鎂條，將兩注射器中的溶液同時注入相應試管中，觀察產(chǎn)生氫氣的速率和體積．
（1）醋酸與鎂反應的離子方程式為Mg+2CH₃COOH═Mg²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑．
（2）在上述實驗方案中有一明顯欠缺，該欠缺是沒有說明兩種酸的物質(zhì)的量濃度相等．
（3）在欠缺已經(jīng)得到改正的方案下，反應起始時，產(chǎn)生氫氣的速率關(guān)系應是v（鹽酸）＞ v（醋酸）（填“＜”、“＞”或“=”）；最終產(chǎn)生氫氣體積的關(guān)系應是V（鹽酸）  = V（醋酸）（填“＜”、“＞”或“=”=．
（4）實驗中產(chǎn)生的氫氣體積比理論值高，可能原因是反應放熱，過量鎂與水反應．
（5）通過比較起始反應的速率可以得出的結(jié)論是鹽酸酸性比醋酸強．
（6）下列事實不能說明醋酸是弱酸的是①③
①當溫度低于16.6℃時醋酸可凝結(jié)成冰一樣晶體
②0.1mol/L的醋酸鈉溶液的pH約為9
③等體積等物質(zhì)的量濃度的硫酸比醋酸消耗氫氧化鈉多
④0.1mol/L的醋酸的pH值約為4.8
⑤pH都等于4且等體積的醋酸和鹽酸，與等濃度NaOH溶液充分反應時，醋酸消耗堿液多
⑥同物質(zhì)的量濃度的醋酸和鹽酸加水稀釋至pH相同時，醋酸加入的水少．
（7）氫氧化銅懸濁液中存在如下平衡：Cu（OH）₂ （s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），常溫下其K_sp=c（Cu²⁺）•c²（OH^-）=2×10^-20mol²•L^-2．某硫酸銅溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如要生成Cu（OH）₂沉淀，應調(diào)整溶液pH使之大于5．

Answer 1

分析 （1）鎂與醋酸反應生成醋酸鎂和氫氣，離子方程式中醋酸需要保留分子式；
（2）兩種酸的濃度必須相等，才能比較反應速率快慢；
（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反應速率較�。挥捎趦煞N酸的物質(zhì)的量相等，則生成氫氣的最終體積相等；
（4）該反應放熱，過量鎂與水反應生成了氫氣；
（5）鹽酸醋酸氫氣速率快、醋酸慢，說明鹽酸的酸性較強；
（6）根據(jù)弱電解質(zhì)的電離是不完全的，酸的溶解性及酸的通性無法確定酸電離的程度，而比較酸的濃度與酸電離c（H⁺）可判斷酸的電離程度，證明醋酸是弱電解質(zhì)的常用方法有：根據(jù)醋酸的電離程度、根據(jù)醋酸的強堿鹽溶液的酸堿性判斷；
（7）c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，根據(jù)Ksp計算pH；

解答 解：（1）醋酸與鎂反應生成醋酸鎂和氫氣，反應的離子方程式為：Mg+2CH₃COOH═Mg²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑，
故答案為：Mg+2CH₃COOH═Mg²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑；
（2）根據(jù)產(chǎn)生氫氣的速率判斷酸性強弱時，必須指出醋酸和鹽酸的濃度相等，否則無法比較，所以欠缺為：沒有說明兩種酸的物質(zhì)的量濃度相等，
故答案為：沒有說明兩種酸的物質(zhì)的量濃度相等；
（3）醋酸為弱酸，鹽酸為強酸，濃度相等時醋酸中氫離子濃度小于鹽酸，則與鎂的反應中，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：＞；=；
（4）鎂在加熱條件下能夠與水反應，所以該反應放熱，導致過量鎂與水反應生成氫氣，所以產(chǎn)生的氫氣比理論值高，
故答案為：反應放熱，過量鎂與水反應；
（5）根據(jù)醋酸、鹽酸與鎂反應產(chǎn)生氫氣的速率可知，鹽酸中氫離子濃度大于醋酸，則鹽酸酸性比醋酸強，
故答案為：鹽酸酸性比醋酸強；
（6）①當溫度低于16.6℃時醋酸可凝結(jié)成冰一樣晶體，說明醋酸熔點低，不能證明其為弱酸，故①錯誤；
②0.1mol/L的醋酸鈉溶液的pH值約為9，說明醋酸鈉是強堿弱酸鹽，故②正確；
③等體積、等濃度的硫酸和醋酸溶液與氫氧化鈉反應，硫酸是二元強酸，所以硫酸溶液消耗的氫氧化鈉多，但不能說明醋酸是弱電解質(zhì)，故③錯誤；
④0.1mol/L的醋酸的pH值約為4.8，說明醋酸部分電離，故④正確；
⑤pH值等于4、體積相等的醋酸和鹽酸，與等濃度NaOH溶液充分反應時，醋酸液消耗堿液多，說明醋酸部分電離，溶液中存在大量的醋酸分子，故⑤正確；
⑥同物質(zhì)的量濃度的醋酸和鹽酸加水稀釋至pH相同時，醋酸加入的水少，說明醋酸溶液中氫離子濃度較小，醋酸在溶液中部分電離，從而證明醋酸為弱酸，故⑥正確；
故答案為：①③；
（7）K_sp=c（Cu²⁺）•[c（OH^-）]²=2×10^-20，c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，c（0H^-）=$\sqrt{\frac{2×1{0}^{-20}}{0.02}}$=10^-9mol/L，c（H⁺）=10^-5mol/L，所以pH=5，即生成Cu（OH）₂沉淀，應調(diào)整溶液pH，使之大于5，故答案為：5．

點評 本題考查了酸性強弱比較的方法，題目難度中等，明確弱電解質(zhì)的電離平衡及其影響因素為解答關(guān)鍵，注意掌握判斷酸性強弱的方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．