Question

用實(shí)驗確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：

甲：①稱取一定質(zhì)量的HA配制0.1 mol·L^-1的溶液100 mL;

②用pH試紙測出該溶液的pH，即可證明HA是弱電解質(zhì)。

乙：①用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pH=1的兩種酸溶液各100 mL；

②分別取這兩種溶液各10 mL，加水稀釋為100 mL;

③各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個試管，同時加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。

(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(zhì)的理由是測得溶液的pH__________1(選填“＞”“＜”“=”)，乙方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是__________。

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.兩個試管中產(chǎn)生氣體速率一樣快

(3)請你評價：乙方案中難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處__________、__________。

(4)請你再提出一個合理而比較容易進(jìn)行的方案(藥品可任取)，作簡明扼要表述。

Answer 1

解析：本題是證明某酸HA是否是弱電解質(zhì)的實(shí)驗設(shè)計方案的評價。證明HA是否是弱電解質(zhì)，關(guān)鍵在于要了解弱電解質(zhì)存在電離平衡。弱電解質(zhì)加水稀釋后pH變化程度小、與Zn反應(yīng)的速度快〔因為稀釋過程中弱電解質(zhì)的電離平衡發(fā)生了移動，c(H⁺)減小程度反而比相同情況下強(qiáng)電解質(zhì)小〕。對照此，就可對甲、乙兩個方案加以評價。甲方案直接測定HA溶液的pH，若測定溶液的pH大于1，則可證明HA是弱電解質(zhì)。乙方案是用間接的比較法，用相同濃度(0.1 mol·L^-1)、相同體積(10 mL)分別稀釋相同的倍數(shù)(都稀釋到100 mL),分別與純度相同的鋅粒反應(yīng)，觀察放出H₂速率的快慢：若裝HA溶液的試管中放出H₂的速率快，則可證明HA為弱電解質(zhì)。要評價乙方案中難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處，關(guān)鍵要對HA的溶解性有所了解，pH=1的溶液能否配制？題述中鋅粒僅是純度相同，實(shí)際上反應(yīng)速率與固體表面積的大小也有關(guān)。想到此，難實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處就明朗了。第(4)小問要再提出一個合理而比較容易進(jìn)行的方案，實(shí)際上是一個開放性的命題。證明一種物質(zhì)是否是弱電解質(zhì)，當(dāng)然可根據(jù)上述兩同學(xué)的思路進(jìn)行，還可以用測定其強(qiáng)堿鹽溶液的pH和比較溶液的導(dǎo)電能力等加以說明。

答案：(1)100 mL容量瓶  (2)＞  b  (3)配制pH=1的HA溶液難以實(shí)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，測其pH＞7即證明HA是弱電解質(zhì)