Question

14．為確定某酸HA是弱電解質，兩同學的實驗方案如下：
甲：①稱取一定質量的HA，配制0.1mol•L^-1的溶液100mL；
②用pH計測出該溶液的pH，根據pH=-lg c（H⁺），推算出溶液中H⁺的濃度，即可證明HA是弱電解質．
乙：①用已知物質的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制0.1mol•L^-1的兩種酸溶液各100mL；
②分別取配制的這兩種溶液各10mL，加水稀釋為100mL；
③各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個試管，同時加入純度相同的鋅粒，觀察現象，即可證明HA是弱電解質．
（1）在兩個方案的第①步中，都要用到的定量儀器是100 mL容量瓶．
（2）甲方案中說明HA是弱電解質的理由是測得溶液的H⁺的濃度＜0.1mol•L^-1 （選填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）乙方案中說明HA是弱電解質的現象是A．
A．裝鹽酸的試管中放出氣體的速率快；   
B．裝HA溶液的試管中放出氣體的速率快；
C．兩個試管中產生氣體的速率一樣快．
（4）請你評價：乙方案中的不妥之處：加入的鋅粒質量應相同，難以做到鋅的表面積相同．
（5）已知在T°C時，0.1mol•L^-1HA溶液中HA的電離度為5%，求該溫度下HA的電離常數（寫出計算過程）2.63×10^-4．

Answer 1

分析 （1）配制一定濃度的溶液必須使用的儀器是容量瓶；
（2）弱電解質的電離是可逆的，不能完全電離；
（3）等濃度的一元強酸和一元弱酸中，強酸中的氫離子濃度大于弱酸；
（4）加入的金屬的質量應該相同，且加入的鋅粒表面積難以做到相同；
（5）溶液中c（H⁺）=c（A^-），c（HA）=c（HA）-c（H⁺），根據Ka=$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$計算．

解答 解：（1）在兩個方案的第①步中，配制0.1mol/L的溶液100mL、別配制pH=1的兩種酸溶液各100mL，根據配制一定濃度的溶液必須使用容量瓶，
故答案為：100mL容量瓶；
（2）配制0.1mol/L的HA酸溶液100mL，弱電解質的電離是可逆的，不能完全電離，測得溶液的H⁺的濃度＜0.1mol•L^-1，
故答案為：＜；
（3）各取相同體積、濃度的兩種酸溶液裝入兩個試管，同時加入純度相同的鋅粒，由于鹽酸完全電離，鹽酸中氫離子的濃度大，反應速率快，則裝鹽酸溶液的試管中放出H₂的速率快，所以A正確，
故答案為：A；
（4）加入的金屬的質量應該相同，又因為固體的表面積也影響反應速率，因此不妥之處在于加入的鋅粒表面積難以做到相同，
故答案為：加入的鋅粒質量應相同；難以做到鋅的表面積相同；
（5）溶液中c（H⁺）=c（A^-）=0.1mol•L^-1×5%=5×10^-3 mol/L，
c（HA）=c（HA）-c（H⁺）=9.5×10^-2 mol/L，
則Ka=$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$=$\frac{（5×1{0}^{-5}）^{2}}{9.5×1{0}^{-2}}$=2.63×10^-4 mol/L；
故答案為：2.63×10^-4．

點評 本題考查了探究弱電解質的方法，試題難度中等，注意掌握強電解質與弱電解質的區(qū)別，注意把握電離平衡常數的計算方法，該題有利于培養(yǎng)學生嚴謹的邏輯思維能力，提高學生的學習效率，激發(fā)學生的學習興趣．