Question

9．某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验．
（1）取冰醋酸配制250mL 0.4mol/L的醋酸溶液，用0.4mol/L的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液，再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定．回答下列问题：
①将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示．则稀释过程中溶液的pH由大到小的顺序a＞c＞b（填字母）．
②配制250mL 0.4mol/L 醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和250mL容量瓶．
③为标定该醋酸溶液的准确浓度，用0.2000mol/L的NaOH溶液对20.00mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下：

实验序号	1	2	3	4
消耗NaOH溶液的体积（mL）	20.05	20.00	18.80	19.95

该醋酸溶液的准确浓度为0.2000 mol/L（保留小数点后四位），上述标定过程中，造成测定结果偏高的原因可能是ad（多选、错选不得分）．
a．未用标准液润洗碱式滴定管
b．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其它操作均正确；
c．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗；
d．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液；
（2）该小组同学探究浓度对醋酸电离程度的影响时，用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸的pH，其结果如下：

醋酸浓度（mol/L）	0.0010	0.0100	0.0200	0.1000	0.2000
pH	3.88	3.38	3.23	2.88	2.73

①根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是0.0100 mol/L 醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于l．
②简述用pH试纸测 0.1mol/L 醋酸溶液pH的方法：用镊子取一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，与标准比色卡对照．
（3）常温下，将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7，则醋酸溶液中c（H⁺）＜氢氧化钠溶液中c（OH^-）（选填“＞”或“＜”或“=”）．
（4）若25℃时CH₃COOH的电离平衡常数K_a=1.8×10^-5 mol•L^-1，向a L CH₃COOH溶液中加入bmolCH₃COONa，混合液恢复至25℃时呈中性，则原CH₃COOH溶液的浓度为$\frac{b}{180a}$mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）①导电能力越强，离子浓度越大，氢离子浓度越大，pH越小；
②实验一配制步骤有称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，根据配制一定物质的量浓度溶液的步骤以及仪器的用途选取仪器；
③根据NaOH的体积，第3次数据显然误差较大，舍去；另外三次所用NaOH平均体积为20 mL，代入计算；根据c（待测）=$\frac{V（标准）×c（标准）}{V（待测）}$分析不当操作对V（标准）的影响，以此判断浓度的误差；
（2）①部分电离的电解质是弱电解质；
②根据pH试纸的使用方法回答，用镊子取一小片pH试纸放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部测定溶液PH；
（3）醋酸为弱电解质，溶液中部分电离出氢离子，等体积的两溶液混合pH=7，若m=n，溶液显示中性，则醋酸浓度稍大；
（4）向a L CH₃COOH溶液中加入bmolCH₃COONa，混合液恢复至25℃时呈中性，c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，电荷守恒得到c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），得到c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=$\frac{b}{a}$mol．L，结合电力平衡常数计算；

解答 解：（1）①导电能力越强，离子浓度越大，氢离子浓度越大，pH越小，则a、b、c三点溶液的pH由大到小为a＞c＞b，
故答案为：a＞c＞b；
 ②实验一配制步骤有称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用量筒量取冰醋酸，把冰醋酸倒入烧杯进行溶解，冷却后转移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，所以需要玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶、量筒，故答案为：250mL容量瓶；
③根据NaOH的体积，第3次数据显然误差较大，舍去；另外三次所用NaOH平均体积为20 mL，
则氢氧化钠溶液平均浓度=$\frac{0.2000mol/L×0.02L}{0.02L}$=0.200 0 mol•L^-1，
a．未用标准液润洗碱式滴定管，消耗标准溶液体积大，测定结果偏大，故a正确；
b．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其它操作均正确，读取标准溶液体积减小，测定结果偏低，故b错误；
c．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗，对测定结果无影响，故c错误；
d．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液，读取标准溶液体积会增大，测定结果会偏大，故d正确；
故选ad，
故答案为：0.2000 mol/L；ad；
（2）①孤立的看每次测量值，H⁺浓度远小于醋酸的浓度，说明醋酸不完全电离；联系起来看，浓度为0.100 0 mol•L^-1、0.010 0 mol•L^-1及0.001 0 mol•L^-1的醋酸，pH变化值小于1，所以醋酸是弱电解质，
故答案为：0.010 0 mol•L^-1醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于1；
 ②pH试纸的正确使用方法是：用镊子取一小片pH试纸放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部，试纸变色后，与标准比色卡比较来确定溶液的pH；
故答案为：用镊子取一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，与标准比色卡对照；
（3）将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7，当m=n时，两溶液恰好反应生成醋酸钠，溶液显示碱性，若使溶液的pH=7，则醋酸的浓度应该稍大一些，即m＞n；由于醋酸为弱酸，则溶液中氢离子浓度小于氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度，即c（H⁺）＜氢氧化钠溶液中c（OH^-），
故答案为：＜；
（4）向a L CH₃COOH溶液中加入bmolCH₃COONa，混合液恢复至25℃时呈中性，c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，电荷守恒得到c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），得到c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=$\frac{b}{a}$mol．L，K_a=1.8×10^-5 mol•L^-1=$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{\frac{b}{a}mol/L×1{0}^{-7}mol/l}{c（C{H}_{3}COOH）}$，c（CH₃COOH）=$\frac{b}{180a}$mol/L，
故答案为：$\frac{b}{180a}$；

点评 本题考查了弱电解质的电离及实验探究、弱电解质的电离特点、电离平衡常数、守恒思想分析计算、溶液配制和误差分析等知识点，掌握基础注意积累是解题关键，题目难度中等．