Question

14．（1）設計一個簡單的一次性完成實驗的裝置，驗證醋酸、二氧化碳水溶液（碳酸）和苯酚的酸性，其強弱的順序是：CH₃COOH＞H₂CO₃＞C₆H₅OH
①利用如圖儀器可以組裝實驗裝置，則儀器的連接順序是：ADEBCF．

②寫出實驗過程中發生反應的實驗現象錐形瓶中有大量氣泡產生、F試管里變渾濁．
（2）CO₂在自然界循環時可與CaCO₃反應，CaCO₃是一種難溶物質，其Ksp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，現將等體積的CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mo1/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為5.6×10^-5mo1/L．

Answer 1

分析 （1）將A中的CH₃COOH與Na₂CO₃發生反應：Na₂CO₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑，說明酸性CH₃COOH＞H₂CO₃；產生的CO₂氣體通入苯酚鈉溶液發生反應：說明酸性H₂CO₃＞；
（2）Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=1×10^-4mol/L，根據Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）計算沉淀時混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍．

解答 解：（1）①醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性強弱順序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞C₆H₅OH，根據強酸制取弱酸知，醋酸和碳酸鈉反應制取二氧化碳，二氧化碳和苯酚鈉溶液反應制取苯酚，所以儀器的連接順序是：A→D→E→B→C→F，故答案為：ADEBCF；
②碳酸鈉和醋酸反應方程式為：Na₂CO₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑，所以錐形瓶中有大量氣泡產生，二氧化碳和苯酚鈉溶液反應方程式為，所以F試管里變渾濁，
故答案為：錐形瓶中有大量氣泡產生；F試管里變渾濁；
（2）Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2×10^-4mol/L=1×10^-4mol/L，根據Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$mol/L=2.8×10^-5mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為2×2.8×10^-5mol/L=5.6×10^-5mol/L．
故答案為：5.6×10^-5mo1/L．

點評 本題考查了探究順序強弱實驗、溶度積的有關計算，明確物質的性質是解本題關鍵，結合強酸制取弱酸實驗原理來分析解答，題目難度不大．