Question

CH₃COOH是中学化学中常用的一元弱酸，请回答下列问题：
（1）CH₃COOH溶于水的电离方程式为

 

，设计简单实验证明CH₃COOH为弱酸

 

．
（2）向0.1mol?L^-1 CH₃COOH溶液中加蒸馏水稀释至100mL，在稀释过程中，下列量的变化是（填“增大”“减小”“不变”或“不能确定”）：
n（H⁺）

 

，

c(CH3COO-)

c(CH3COOH)?c(OH-)

 

，

c(CH3COOH)

c(CH3COO-)

 

，c（OH^-）

 

（3）OH^-浓度相同的等体积的两份溶液：盐酸和CH₃COOH，分别与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌粉，且放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是

 

（填写序号）．
①反应所需要的时间：CH₃COOH＞HCl         ②开始反应时的速率：HCl＞CH₃COOH
③参加反应的锌粉物质的量：HCl=CH₃COOH   ④反应过程的平均速率：CH₃COOH＞HCl
⑤HCl溶液里有锌粉剩余                   ⑥CH₃COOH溶液里有锌粉剩余
（4）常温下，如果取0.1mol?L^-1的CH₃COOH溶液与0.1mol?L^-1的NaOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），试回答以下问题：
①请用c（OH^-）及Ka、Kw表示得到的混合溶液中c（CH₃COO^-）的浓度：c（CH₃COO^-）=

 

．
②测得混合液的pH=8，解释溶液呈碱性的原因

 

（用离子方程式表示）．
③已知CH₃COONH₄溶液为中性，且CH₃COOH溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，试推断（NH₄）₂CO₃溶液的
PH

 

7（填“大于”“小于”或“等于”）；将同温度下等浓度的四种盐溶液：A、NH₄HCO₃    B、CH₃COONH₄   C、（NH₄）₂SO₄   D、NH₄Cl   E、NH₄HSO₄按c （NH₄⁺）由大到小的顺序排列是

 

（填字母）．
（5）已知某混合溶液中只含有CH₃COO^-、H⁺、Na⁺、OH^-四种离子，且离子浓度大小关系为：c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）＞c（Na⁺）＞c（OH^-），则该溶液中含有的溶质为

 

．
（6）现有下列溶液：①纯水②pH=10的NaOH溶液③pH=3的醋酸溶液④pH=10的CH₃COONa溶液．试比较四种溶液中水的电离程度的大小关系（由大到小排列，用序号表示）

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）弱电解质部分电离用可逆符号，可以设计其对应的强碱盐溶液的pH值；
（2）根据加水促进电离来综合分析解题；
（3）OH^-浓度相同的等体积的两份溶液，说明盐酸的浓度小于CH₃COOH的浓度，而体积相等，即醋酸的物质的量比盐酸的物质的量多，由与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌粉，且放出氢气的量相同，得到锌与盐酸反应盐酸不足，锌与醋酸反应锌不足，由此分析解题；
（4）①如果取0.1mol?L^-1的CH₃COOH溶液与0.1mol?L^-1的NaOH溶液等体积混合，两者恰好完全反应生成单一醋酸钠，根电荷守恒和物料守恒得到c（OH^-）=c（H⁺）+c（CH₃COOH），然后根据相关公式解得结果；
②得到单一的醋酸钠溶液水解呈碱性；
③已知CH₃COONH₄溶液为中性，说明醋酸和氨水的电离度相同，而CH₃COOH溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，说明醋酸的酸性比碳酸酸性强，所以醋酸的电离度比碳酸大，所以（NH₄）₂CO₃溶液呈碱性；铵根离子水解程度较小，所以要比较铵根离子浓度大小，先比较盐中铵根离子的系数，系数越大，溶液中铵根离子浓度越大，相同系数的铵盐溶液，再根据溶液中其它离子是促进铵根离子水解还是抑制铵根离子水解判断即可；
（5）c（H⁺）＞c（OH^-），溶液呈酸性，即酸过量；
（6）碱和酸对水的电离起抑制作用，氢离子和氢氧根离子浓度越大抑制程度越大，而含弱离子的盐对水的电离起促作用．

解答： 解：（1）弱电解质部分电离用可逆符号，CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-；可以设计其对应的强碱盐溶液的pH值，具体方法是测醋酸钠溶液的pH，若pH大于7，则证明醋酸为弱酸，故答案为：CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-；测醋酸钠溶液的pH，若pH大于7，则证明醋酸为弱酸；
（2）根据加水促进电离醋酸的电离，n（H⁺）增大，

c(CH3COO-)

c(CH3COOH)?c(OH-)

的分子和分母都乘以氢离子的浓度得

Ka

Kw

，温度不变Ka和Kw都不变，所以比值不变，

c(CH3COOH)

c(CH3COO-)

等效求

n(CH3COOH)

n(CH3COO-)

分子减小，分母增加比值减小；加水稀释c（H⁺）减小，c（OH^-）增大，故答案分别为：增大；不变；减小；增大；
（3）OH^-浓度相同的等体积的两份溶液，说明盐酸的浓度小于CH₃COOH的浓度，而体积相等，即醋酸的物质的量比盐酸的物质的量多，由与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌粉，且放出氢气的量相同，得到锌与盐酸反应盐酸不足，锌与醋酸反应锌不足，①氢离子浓度越大反应所需要的时间越短，所以CH₃COOH＜HCl，故不选；
②开始氢离子的浓度越大，反应速率越快，所以反应时的速率：HCl＜CH₃COOH，故不选；
③因生成氢气量相等，所以参加反应的锌粉物质的量：HCl=CH₃COOH，故选；
④氢离子的浓度越大，反应过程的平均速率越快，所以CH₃COOH＞HCl，故选；
⑤HCl溶液里有锌粉剩余，故选；
⑥HCl溶液里有锌粉剩余，故不选；
故答案为：③④⑤；
（4）①如果取0.1mol?L^-1的CH₃COOH溶液与0.1mol?L^-1的NaOH溶液等体积混合，两者恰好完全反应生成单一醋酸钠，根电荷守恒和物料守恒得到c（OH^-）=c（H⁺）+c（CH₃COOH），c（OH^-）=

Kw

c(OH-)

+

Kw×c(CH3COO-)

Ka×c(OH-)

，所以c（CH₃COO^-）=

Ka×c2(OH-)-Ka×Kw

Kw

，故答案为：

Ka×c2(OH-)-Ka×Kw

Kw

；
②得到单一的醋酸钠溶液水解呈碱性，方程式为CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，故答案为：CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-；
③已知CH₃COONH₄溶液为中性，说明醋酸和氨水的电离度相同，而CH₃COOH溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，说明醋酸的酸性比碳酸酸性强，所以醋酸的电离度比碳酸大，所以（NH₄）₂CO₃溶液呈碱性；CEDBA中铵根离子系数都是1，碳酸氢根离子促进铵根离子水解，氢离子抑制铵根离子水解，醋酸根离子促进铵根离子水解，但醋酸根水解程度小于碳酸氢根离子；
C中铵根离子系数都是2，其溶液中铵根离子浓度大于其余溶液中铵根离子浓度，碳酸根离子促进铵根离子水解，则溶液中铵根离子浓度从小到大顺序是CEDBA，故答案为：大于；CEDBA；
（5）c（H⁺）＞c（OH^-），溶液呈酸性，醋酸过量溶液中的溶质为CH₃COONa与CH₃COOH的混合物，故答案为：CH₃COOH和CH₃COONa；
（6）碱和酸对水的电离起抑制作用，氢离子和氢氧根离子浓度越大抑制程度越大，而含弱离子的盐对水的电离起促作用，而②pH=10的NaOH溶液氢氧根离子浓度为10^-4mol/L，而③pH=3的醋酸溶液氢离子的浓度为10^-3mol/L，所以醋酸对水的电离抑制程度大，故四种溶液中水的电离程度的大小关系是④①③②，故答案为：④①③②．

点评：本题考查弱电解质在水中的电离，涉及的面大，学生要熟记相关知识，才能迅速解题．