题目内容
【题目】25 ℃时，几种弱酸的电离常数如下：
弱酸化学式 | HNO2 | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
电离常数 | 5.1×10-4 | 1.8×10-5 | 6.2×10-10 | K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 |
（1）根据上表数据填空：
①物质的量浓度相同的四种酸，其pH由大到小的顺序是___________ （用化学式填写）。
②分别向等体积、相同pH的HCl溶液和CH3COOH溶液中加入足量的Zn粉，反应刚开始时产生H2的速率：v(HCl)______v(CH3COOH)（填“＝”、“＞”或“＜”下同），反应完全后，所得氢气的质量：m(H2)盐酸_______m(H2)醋酸。
③将0.2 mol/L HCN溶液与0.1 mol/L Na2CO3溶液等体积混合，发生反应的化学方程式为___________________________。
（2）体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000 mL，稀释过程中溶液pH变化如图所示。稀释后，HX溶液中水电离的c(H＋)___醋酸溶液中水电离的c(H＋) ；电离常数Ka(HX)___Ka(CH3COOH)（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）CO32- 、 NO2- 、CN-、CH3COO-结合H+的能力由强到弱的顺序为_______________________（用离子符号表示）
【答案】 HCN > H2CO3 > CH3COOH > HNO2 = < HCN + Na2CO3 = NaCN + NaHCO3 > > CO32- > CN- > CH3COO- > NO2-
【解析】（1）①据电离平衡常数的大小分析，电离平衡常数越大，其酸性越强，酸性：HCN＜H2CO3＜CH3COOH＜HNO2，酸性越强，其pH越小，所以pH关系为：HCN＞H2CO3＞CH3COOH＞HNO2；
②pH相同的不同弱酸中，氢离子浓度相同，与Zn反应速率相同；醋酸中酸的浓度大于氢离子浓度，盐酸中酸的浓度等于氢离子浓度，所以醋酸的浓度大于HCl的浓度，所以所得氢气的质量：m（H2）盐酸＜m（H2）醋酸；
③由电离常数可知，酸性：H2CO3＞HCN＞CO3-，则将0.2 mol/L HCN溶液与0.1 mol/L Na2CO3溶液等体积混合，发生反应的化学方程式为HCN+Na2CO3═NaCN+NaHCO3；
（2）由图可知，稀释后，HX电离生成的c（H+）小，对水的电离抑制能力小，所以HX溶液中水电离出来的c（H+）大；稀释相同倍数，较强的酸pH变化较大，较强的酸电离常数较大，由图可知稀释相同的倍数，HX的pH变化程度大，则酸性HX强，电离平衡常数大；
（3）酸越弱，酸根离子越易水解，即结合质子的能力越强，则CO32- 、 NO2- 、CN-、CH3COO-结合H+的能力由强到弱的顺序为CO32-＞CN-＞ CH3COO-＞NO2-。
【题目】影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验方法进行探究。
（1）取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行H2O2的分解实验，实验报告如下表所示（现象和结论略）。
序号 | 温度/℃ | 催化剂 | 现象 | 结论 |
1 | 40 | FeCl3溶液 | ||
2 | 20 | FeCl3溶液 | ||
3 | 20 | MnO2 | ||
4 | 20 | 无 |
①实验1、2研究的是________________对H2O2分解速率的影响。
②实验2、3的目的是_______________。
（2）查文献可知，Cu2＋对H2O2分解也有催化作用，为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：
①定性分析：如图甲可通过观察________________，定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是_______________。
②定量分析：如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是_____________。
（3）酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液可发生反应：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，实验时发现开始反应速率较慢，溶液褪色不明显，但一段时间后突然褪色，反应速率明显加快。对此展开讨论：
①某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是 热反应，导致_______________；
②从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是____________________的影响。要证明你的猜想，实验方案是 。
