Question

20．為了確定醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性強弱，有人設計了如圖所示的裝置進行實驗：
（1）裝置A、B中盛放的試劑分別是CH₃COOH和Na₂CO₃．
（2）裝置C中盛放的試劑是飽和NaHCO₃ 溶液，它的作用是除去CO₂ 中混有的CH₃COOH．
（3）實驗中觀察到D中出現的主要現象是溶液變渾濁．有關反應的化學方程式是C₆H₅ONa+H₂O+CO₂→C₆H₅OH+NaHCO₃ ．

Answer 1

分析 （1）遵循強酸制取弱酸的反應原理，驗證醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性強弱，將CH₃COOH與Na₂CO₃發生反應：Na₂CO₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑，說明酸性CH₃COOH＞H₂CO₃；產生的CO₂氣體先通過飽和的碳酸氫鈉溶液除去混有的醋酸蒸汽，然后再通入苯酚鈉溶液發生反應C₆H₅ONa+H₂O+CO₂→C₆H₅OH+NaHCO₃ ，說明酸性H₂CO₃＞C₆H₅OH；
（2）根據醋酸的性質、制取的二氧化碳的性質判斷，乙酸易揮發，生成的二氧化碳中含有乙酸蒸氣，比較H₂CO₃、C₆H₅OH的酸性強弱，需排除乙酸的干擾，即需洗去二氧化碳中的乙酸；
（3）根據二氧化碳和苯酚鈉反應的生成物確定現象，苯酚鈉和二氧化碳和水反應生成苯酚和碳酸氫鈉，苯酚在冷水中溶解度小．

解答 解：（1）醋酸和碳酸都是弱酸，但相同濃度的醋酸和碳酸，醋酸的電離程度比碳酸強，所以醋酸的酸性比碳酸強；根據強酸制弱酸的特點，所以醋酸能和碳酸鈉反應生成碳酸，碳酸不穩定能分解生成水和二氧化碳，將CH₃COOH與Na₂CO₃發生反應：Na₂CO₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑，能說明酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以裝置A、B中盛放的試劑分別是CH₃COOH、Na₂CO₃，
故答案為：CH₃COOH；Na₂CO₃；
（2）醋酸具有揮發性，所以制取的二氧化碳中含醋酸，為防止醋酸對二氧化碳的干擾，必須先除去醋酸；因為CO₂+H₂O?H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，如果溶液中含有HCO₃^-能抑制二氧化碳的溶解，且碳酸氫鹽能和醋酸反應生成二氧化碳，不引進新的雜質，所以裝置C中盛放的試劑是飽和NaHCO₃ 溶液，它的作用是除去混有的醋酸．
故答案為：飽和NaHCO₃ 溶液；除去CO₂ 中混有的CH₃COOH；
（3）如果向澄清的苯酚鈉溶液中通入二氧化碳氣體，可以看到澄清的苯酚鈉溶液變渾濁，原因是苯酚鈉和水、二氧化碳反應生成苯酚和碳酸氫鈉，苯酚在水中的溶解度不大，所以看到溶液變渾濁，
故答案為：溶液變渾濁；C₆H₅ONa+H₂O+CO₂→C₆H₅OH+NaHCO₃ ．

點評 本題考查了酸性強弱比較的實驗方法，電解質的強弱與電離程度有關，與溶液中離子的濃度無關，注意苯酚鈉和水、二氧化碳反應的生成物是碳酸氫鈉不是碳酸鈉，注意：醋酸有揮發性，導致制取的二氧化碳中含有醋酸，干擾實驗，為易錯點，題目難度中等．