Question

醋酸(CH₃COOH)是一种常见的弱酸。

(1)为用实验证明醋酸是弱电解质，实验小组同学设计如下几种方案：

①用pH试纸测出0.1mol/L的醋酸溶液pH：若pH___1(填“>”、“<”或“=”)，则证明醋酸是弱酸；

②先测0.1mol/L醋酸的pH ；量取该溶液5mL用蒸馏水稀释至500mL，再测其pH，若________________，则证明醋酸是弱电解质；

③分别配制pH相同的醋酸和盐酸，各取10mL与足量的锌粒反应(装置如图)，测试在不同时间间隔中得到H₂的量，即可证明醋酸是弱电解质。下列示意图(X为醋酸，Y为盐酸)中，符合该实验结果的是__________(选填字母)；

但在该实验中难以实现之处为__________________________________。(举例)

(2)醋酸和氢氧化钠反应生成醋酸钠(CH₃COONa)。

①将CH₃COONa固体溶于蒸馏水后其溶液显碱性，其原因是(用离子方程式表示)______________________________；在该溶液中，下列关系式中正确的是________；(选填字母)

A.c(Na⁺)=c(CH₃COO^-)+c(CH₃COOH)

B.c(OH^-)=c(H⁺)+c(CH₃COOH)

C.c(CH₃COO^-)+c(OH^-)=c(H⁺)+c(Na⁺)

D.c(CH₃COO^-)>c(OH^-)>c(Na⁺)>c(H⁺)

②醋酸和氢氧化钠反应后得到溶液中溶质的组成有多种可能：

若得到的溶液中c(Na⁺)>c(OH^-)>c(CH₃COO^-)>c(H⁺)，试推断该溶液中的溶质为_____；

若得到的溶液中c(CH₃COO^-)>c(Na⁺)>c(H⁺)>c(OH^-)，则可以推断该溶液中的溶质可能为____；

③将amol/LCH₃COOH稀溶液和bmol/LNaOH稀溶液等体积混合：

若测得溶液中c(OH^-)=c(H⁺)，则a___b；(选填“>”、“<”、“=”、“≤”或“≥”)

若测得溶液中c(OH^-)>c(H⁺)，则a___b；(选填“>”、“<”、“=”、“≤”或“≥”)

Answer

＞ △pH＜2 D 锌粒和酸的接触面积相同/配相同pH的溶液 CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH- ABC NaOH、CH3COONa CH3COOH、CH3COONa ＞ >、< 或 =

【解析】

(1)①若醋酸是弱酸，在水溶液中不能完全电离，0.1mol/L的醋酸溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L；

②醋酸是弱酸，稀释前后的pH差小于2；

③刚开始醋酸和盐酸的pH相等，氢离子浓度相等，因为醋酸在反应过程中还在不断出氢离子，则醋酸与锌粒反应的速率更快；之后又因为醋酸是弱酸，其浓度要大于盐酸的浓度，最终会生成更多的氢气；

(2) ①CH3COONa固体溶于蒸馏水后会发生水解，导致其溶液显碱性；CH3COONa溶液中存在电荷守恒：c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)，物料守恒：c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)，结合电荷守恒和物料守恒可以得到：c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)；

②若c(OH-)>c(CH3COO-)> c(H+)时说明溶液中氢氧化钠过量；若c(H+)＞c(OH-)时说明溶液中醋酸过量；

③若c(OH-)=c(H+)，溶液显中性，一定为醋酸和醋酸钠的混合液；若c(OH-)＞c(H+)，溶液显碱性，可能为醋酸钠溶液或醋酸钠和NaOH的混合液。

(1)①若醋酸是弱酸，在水溶液中不能完全电离，0.1mol/L的醋酸溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L，pH＞1；

②取该溶液5ml用蒸馏水稀释至500毫升，相当于稀释100倍，如果醋酸是强酸，前后的pH差△pH=2，若两者的pH差△pH＜2，则可证明醋酸是弱电解质；

③刚开始醋酸和盐酸的pH相等，氢离子浓度相等，因为醋酸在反应过程中还在不断出氢离子，则醋酸与锌粒反应的速率更快；之后又因为醋酸是弱酸，其浓度要大于盐酸的浓度，最终会生成更多的氢气，故选D；反应过程中难以实现之处为：锌粒和酸的接触面积相同和配相同pH的溶液；

(2) ①CH3COONa固体溶于蒸馏水后会发生水解，导致其溶液显碱性，离子方程式为：CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-；CH3COONa溶液中存在电荷守恒：c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)，物料守恒：c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)，结合电荷守恒和物料守恒可以得到：c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)；浓度大小：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)；故选ABC；

②若c(OH-)>c(CH3COO-)> c(H+)时说明溶液中氢氧化钠过量，是氢氧化钠和醋酸钠的混合溶液，推断该溶液中的溶质为：NaOH、CH3COONa；

若c(H+)＞c(OH-)时说明溶液中醋酸过量，是醋酸和醋酸钠的混合溶液， 可以推断该溶液中的溶质为：CH3COOH、CH3COONa；

③若c(OH-)=c(H+)，溶液显中性，一定为醋酸和醋酸钠的混合液，则a＞b；

若c(OH-)＞c(H+)，溶液为醋酸钠溶液或醋酸钠和NaOH的混合液或大量醋酸钠和少量醋酸的混合液，则a可能大于b，也可能等于b，还可能小于b。