Question

20．为了确定醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱，有人设计了如图所示的装置进行实验：
（1）装置A、B中盛放的试剂分别是CH₃COOH和Na₂CO₃．
（2）装置C中盛放的试剂是饱和NaHCO₃ 溶液，它的作用是除去CO₂ 中混有的CH₃COOH．
（3）实验中观察到D中出现的主要现象是溶液变浑浊．有关反应的化学方程式是C₆H₅ONa+H₂O+CO₂→C₆H₅OH+NaHCO₃ ．

Answer 1

分析 （1）遵循强酸制取弱酸的反应原理，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱，将CH₃COOH与Na₂CO₃发生反应：Na₂CO₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑，说明酸性CH₃COOH＞H₂CO₃；产生的CO₂气体先通过饱和的碳酸氢钠溶液除去混有的醋酸蒸汽，然后再通入苯酚钠溶液发生反应C₆H₅ONa+H₂O+CO₂→C₆H₅OH+NaHCO₃ ，说明酸性H₂CO₃＞C₆H₅OH；
（2）根据醋酸的性质、制取的二氧化碳的性质判断，乙酸易挥发，生成的二氧化碳中含有乙酸蒸气，比较H₂CO₃、C₆H₅OH的酸性强弱，需排除乙酸的干扰，即需洗去二氧化碳中的乙酸；
（3）根据二氧化碳和苯酚钠反应的生成物确定现象，苯酚钠和二氧化碳和水反应生成苯酚和碳酸氢钠，苯酚在冷水中溶解度小．

解答 解：（1）醋酸和碳酸都是弱酸，但相同浓度的醋酸和碳酸，醋酸的电离程度比碳酸强，所以醋酸的酸性比碳酸强；根据强酸制弱酸的特点，所以醋酸能和碳酸钠反应生成碳酸，碳酸不稳定能分解生成水和二氧化碳，将CH₃COOH与Na₂CO₃发生反应：Na₂CO₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+H₂O+CO₂↑，能说明酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以装置A、B中盛放的试剂分别是CH₃COOH、Na₂CO₃，
故答案为：CH₃COOH；Na₂CO₃；
（2）醋酸具有挥发性，所以制取的二氧化碳中含醋酸，为防止醋酸对二氧化碳的干扰，必须先除去醋酸；因为CO₂+H₂O?H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，如果溶液中含有HCO₃^-能抑制二氧化碳的溶解，且碳酸氢盐能和醋酸反应生成二氧化碳，不引进新的杂质，所以装置C中盛放的试剂是饱和NaHCO₃ 溶液，它的作用是除去混有的醋酸．
故答案为：饱和NaHCO₃ 溶液；除去CO₂ 中混有的CH₃COOH；
（3）如果向澄清的苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体，可以看到澄清的苯酚钠溶液变浑浊，原因是苯酚钠和水、二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠，苯酚在水中的溶解度不大，所以看到溶液变浑浊，
故答案为：溶液变浑浊；C₆H₅ONa+H₂O+CO₂→C₆H₅OH+NaHCO₃ ．

点评 本题考查了酸性强弱比较的实验方法，电解质的强弱与电离程度有关，与溶液中离子的浓度无关，注意苯酚钠和水、二氧化碳反应的生成物是碳酸氢钠不是碳酸钠，注意：醋酸有挥发性，导致制取的二氧化碳中含有醋酸，干扰实验，为易错点，题目难度中等．