Question

用實驗確定某酸HA是弱電解質。兩同學的方案是：

甲：①稱取一定質量的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。

乙：①用已知物質的量濃度的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，觀察現象，即可證明HA是弱電解質。

(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是弱電解質的現象是__________。

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.兩個試管中產生氣體速率一樣快

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

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

Answer 1

解析：本題是證明某酸HA是否是弱電解質的實驗設計方案的評價。證明HA是否是弱電解質，關鍵在于要了解弱電解質存在電離平衡。弱電解質加水稀釋后pH變化程度小、與Zn反應的速度快〔因為稀釋過程中弱電解質的電離平衡發生了移動，c(H⁺)減小程度反而比相同情況下強電解質小〕。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。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(都稀釋到100 mL),分別與純度相同的鋅粒反應，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。要評價乙方案中難以實現之處和不妥之處，關鍵要對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，實際上反應速率與固體表面積的大小也有關。想到此，難實現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行的方案，實際上是一個開放性的命題。證明一種物質是否是弱電解質，當然可根據上述兩同學的思路進行，還可以用測定其強堿鹽溶液的pH和比較溶液的導電能力等加以說明。

答案：(1)100 mL容量瓶  (2)＞  b  (3)配制pH=1的HA溶液難以實現  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