Question

15．已知醋酸和鹽酸是日常生活中極為常見的酸，在一定條件下，CH₃COOH溶液中存在電離平衡：CH₃COOH═CH₃COO^-+H⁺△H＞0．
（1）常溫常壓下，在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（CH₃COO^-）=（10^-5-10^-9）mol/L （填數字表達式）．下列方法中，可以使0.10mol•L^-1 CH₃COOH的電離程度增大的是bcf（填字母）．
a．加入少量0.10mol•L^-1的稀鹽酸   b．加熱   c．加水稀釋至0.010mol•L^-1    d．加入少量冰醋酸
e．加入少量氯化鈉固體      f．加入少量0.10mol•L^-1的NaOH溶液
（2）將等質量的鋅投入等體積且pH均等于3的醋酸和鹽酸溶液中，經過充分反應后，發現只在一種溶液中有鋅粉剩余，則生成氫氣的體積：V_鹽酸＜ V_醋酸，（填“＞”、“＜”或“=”下同），反應的最初速率為：υ_鹽酸= υ_醋酸．
（3）常溫下，向體積為Va mL，pH=3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液Vb mL至溶液恰好呈中性，則Va與Vb的關系是：Va＜Vb；溶液中各離子的濃度按照由大到小排序為c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH）．

Answer 1

分析 （1）根據醋酸溶液中電荷守恒可知：c（H⁺）═c（OH^-）+c（CH₃COO^-），進而計算c（CH₃COO^-）；
醋酸的電離是吸熱反應，加水稀釋、加入堿、加熱都能促進醋酸的電離；
（2）鹽酸、醋酸均為一元酸，足量的Zn與等體積酸反應時，酸的濃度越大，可以提供氫離子多，生成氫氣體積越大；
開始的反應速率取決于開始時氫離子濃度的大�。�
（3）溶液顯中性，則c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，根據電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），可得c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），溶液中還存在CH₃COOH．

解答 解：（1）在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（H⁺）=10^-5mol/L，則c（OH^-）=10^-9mol/L，根據醋酸溶液中電荷守恒可知：c（H⁺）═c（OH^-）+c（CH₃COO^-），可以看出，c（CH₃COO^-）=c（H⁺）-c（OH^-）=（10^-5-10^-9）mol/L；
a．加入少量0.10mol•L^-1的稀鹽酸，溶液中氫離子濃度增大，抑制醋酸的電離，則醋酸的電離程度降低，故錯誤；
b．醋酸的電離是吸熱反應，加熱促進醋酸的電離，則醋酸的電離程度增大，故正確；
c．加水稀釋至0.010mol•L^-1，促進醋酸的電離，則醋酸的電離程度增大，故正確；
d．加入少量冰醋酸，醋酸的電離平衡向正反應方向移動，但醋酸的電離程度降低，故錯誤；
e．加入少量氯化鈉固體，不影響平衡的移動，則不改變醋酸的電離，故錯誤；
f．加入少量0.10mol•L^-1的NaOH溶液，氫氧根離子和氫離子反應生成水，氫離子濃度降低，促進醋酸的電離，則醋酸的電離程度增大，故正確；
故答案為：（10^-5-10^-9）mol/L；bcf；
（2）醋酸是弱酸，隨著它和金屬的反應，電離平衡不斷地向右移動，會電離出更多的氫離子，所以醋酸產生的氫氣體積較大，開始時，醋酸和鹽酸的pH均等于3，即開始時氫離子的濃度相等，所以開始時的速率相等，故答案為：＜；=；
（3）醋酸溶液是弱酸，pH為3的醋酸溶液中，醋酸的濃度大于10^-3mol/L，pH=11的NaOH溶液濃度等于10^-3mol/L，最后溶液恰好呈中性，說明堿多，所以Vb＞Va，溶液恰好呈中性，氫離子和氫氧根的濃度一定相等，根據電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），所以c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），
故答案為：Va＜Vb； c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH）．

點評 本題考查弱電解質的電離、離子濃度大小比較等知識，側重于鹽類水解和弱電解質電離的考查，題目難度中等，注意熟練掌握弱電解質的電離平衡及其影響因素，試題培養了學生的分析能力及靈活應用能力．