Question

15．已知醋酸和盐酸是日常生活中极为常见的酸，在一定条件下，CH₃COOH溶液中存在电离平衡：CH₃COOH═CH₃COO^-+H⁺△H＞0．
（1）常温常压下，在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（CH₃COO^-）=（10^-5-10^-9）mol/L （填数字表达式）．下列方法中，可以使0.10mol•L^-1 CH₃COOH的电离程度增大的是bcf（填字母）．
a．加入少量0.10mol•L^-1的稀盐酸   b．加热   c．加水稀释至0.010mol•L^-1    d．加入少量冰醋酸
e．加入少量氯化钠固体      f．加入少量0.10mol•L^-1的NaOH溶液
（2）将等质量的锌投入等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中，经过充分反应后，发现只在一种溶液中有锌粉剩余，则生成氢气的体积：V_盐酸＜ V_醋酸，（填“＞”、“＜”或“=”下同），反应的最初速率为：υ_盐酸= υ_醋酸．
（3）常温下，向体积为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，则Va与Vb的关系是：Va＜Vb；溶液中各离子的浓度按照由大到小排序为c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH）．

Answer 1

分析 （1）根据醋酸溶液中电荷守恒可知：c（H⁺）═c（OH^-）+c（CH₃COO^-），进而计算c（CH₃COO^-）；
醋酸的电离是吸热反应，加水稀释、加入碱、加热都能促进醋酸的电离；
（2）盐酸、醋酸均为一元酸，足量的Zn与等体积酸反应时，酸的浓度越大，可以提供氢离子多，生成氢气体积越大；
开始的反应速率取决于开始时氢离子浓度的大小；
（3）溶液显中性，则c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，根据电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），可得c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），溶液中还存在CH₃COOH．

解答 解：（1）在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（H⁺）=10^-5mol/L，则c（OH^-）=10^-9mol/L，根据醋酸溶液中电荷守恒可知：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的稀盐酸，溶液中氢离子浓度增大，抑制醋酸的电离，则醋酸的电离程度降低，故错误；
b．醋酸的电离是吸热反应，加热促进醋酸的电离，则醋酸的电离程度增大，故正确；
c．加水稀释至0.010mol•L^-1，促进醋酸的电离，则醋酸的电离程度增大，故正确；
d．加入少量冰醋酸，醋酸的电离平衡向正反应方向移动，但醋酸的电离程度降低，故错误；
e．加入少量氯化钠固体，不影响平衡的移动，则不改变醋酸的电离，故错误；
f．加入少量0.10mol•L^-1的NaOH溶液，氢氧根离子和氢离子反应生成水，氢离子浓度降低，促进醋酸的电离，则醋酸的电离程度增大，故正确；
故答案为：（10^-5-10^-9）mol/L；bcf；
（2）醋酸是弱酸，随着它和金属的反应，电离平衡不断地向右移动，会电离出更多的氢离子，所以醋酸产生的氢气体积较大，开始时，醋酸和盐酸的pH均等于3，即开始时氢离子的浓度相等，所以开始时的速率相等，故答案为：＜；=；
（3）醋酸溶液是弱酸，pH为3的醋酸溶液中，醋酸的浓度大于10^-3mol/L，pH=11的NaOH溶液浓度等于10^-3mol/L，最后溶液恰好呈中性，说明碱多，所以Vb＞Va，溶液恰好呈中性，氢离子和氢氧根的浓度一定相等，根据电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），所以c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），
故答案为：Va＜Vb； c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH）．

点评 本题考查弱电解质的电离、离子浓度大小比较等知识，侧重于盐类水解和弱电解质电离的考查，题目难度中等，注意熟练掌握弱电解质的电离平衡及其影响因素，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．