Question

5．電離平衡是溶液化學(xué)中的重要內(nèi)容，某化學(xué)興趣小組擬以乙酸為例探究弱酸的性質(zhì)．
（1）實(shí)驗(yàn)一：氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制．
現(xiàn)要配制0.1000mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL，需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、膠頭滴管和250毫升容量瓶，操作過程中如果沒有將燒杯等的洗滌液一并轉(zhuǎn)入容量瓶，在其它操作都正確的情況下，將該標(biāo)準(zhǔn)溶液用來滴定下列（2）中的未知濃度的乙酸溶液，將會(huì)使側(cè)定的結(jié)果偏高（填“高”、“低”、“不影響”）
（2）實(shí)驗(yàn)二：現(xiàn)有一瓶乙酸溶液，常溫下測定其中乙酸的電離平衡常數(shù)．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將待測物理量和對應(yīng)的測定方法填寫在表一中．
表一：

待測物理量	測定方法
①乙酸溶液的物質(zhì)的量濃度	量取25.00mL乙酸溶液于錐形瓶中，滴加指示劑，將0.1000mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入堿式滴定管，滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)．重復(fù)滴定2次．
②H+的物質(zhì)的量濃度	取適最乙酸溶液于燒杯中，用pH計(jì)或精密pH試紙測定溶液pH．

③上述實(shí)驗(yàn)中，如果在某溫度時(shí)測得乙酸溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1000mol/L，pH=3，則在該溫度時(shí)乙酸的電離平衡常數(shù)為1×10^-5．
（3）實(shí)驗(yàn)三：探究酸的強(qiáng)弱對酸與鎂條反應(yīng)速率的影響．
①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如表二，表二中c=2.0g．
表二：

編號	酸的種類	酸的濃度（mol/L）	酸的體積/mL	鎂條質(zhì)量/g
l	乙酸	0.5	17.0	2.0
2	鹽酸	0.5	17.0	c

②實(shí)驗(yàn)步驟：

a）圖1的裝置中，在添加藥品之前必須檢查裝置的氣密性；
b）反應(yīng)開始后，每隔1min記錄一次生成H₂的體積；
c）將所記錄的欲據(jù)繪制成曲線圖（圖2）．
③寫出鎂與乙酸溶液反應(yīng)的離子方程式：Mg+2CH₃COOH=Mg²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑．
④描述0～5min鹽酸與鎂條反應(yīng)的反應(yīng)速率變化規(guī)律：醋酸與鎂條反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化不明顯，鹽酸與鎂條反應(yīng)開始階段反應(yīng)速率很快，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯減�。�

Answer 1

分析 （1）要配制0.1000mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL，稱量、溶解、轉(zhuǎn)移到容量瓶、洗滌轉(zhuǎn)移、定容等步驟選擇玻璃儀器；操作過程中如果沒有將燒杯等的洗滌液一并轉(zhuǎn)入容量瓶，配制溶液濃度減小，滴定實(shí)驗(yàn)消耗溶液體積增大，c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析；
（2）現(xiàn)有一瓶乙酸溶液，常溫下測定其中乙酸的電離平衡常數(shù)，需要測定溶液PH計(jì)算；
③如果在某溫度時(shí)測得乙酸溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1000mol/L，pH=3，則在該溫度時(shí)乙酸的電離平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$；
（3）①探究酸的強(qiáng)弱對酸與鎂條反應(yīng)速率的影響需要酸的體積、濃度相同，鎂條大小、質(zhì)量表面積相同，要探究酸的強(qiáng)弱對酸與鎂條反應(yīng)速率的影響，則必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素保持一致；
②a）氣體測定裝置，在添加藥品之前必須檢查裝置氣密性；
b）據(jù)圖可知，是要通過測量在相同的時(shí)間內(nèi)收集到的氫氣體積的大小來測量反應(yīng)速率，據(jù)此分析反應(yīng)開始后的操作；
③鎂和醋酸反應(yīng)生成醋酸鎂和氫氣；
④通過圖象來分析單位時(shí)間內(nèi)氫氣的體積的變化可知醋酸、鹽酸與鎂條反應(yīng)的速率的變化情況；

解答 解：（1）現(xiàn)要配制0.1000mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL，需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、膠頭滴管和250ml容量瓶，操作過程中如果沒有將燒杯等的洗滌液一并轉(zhuǎn)入容量瓶，配制溶液濃度減小，滴定實(shí)驗(yàn)消耗溶液體積增大，c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析將會(huì)使側(cè)定的結(jié)果偏高，
故答案為：250ml容量瓶，高；
（2）現(xiàn)有一瓶乙酸溶液，常溫下測定其中乙酸的電離平衡常數(shù)．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：量取25.00mL乙酸溶液于錐形瓶中，滴加指示劑，將0.1000mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入堿式滴定管，滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)．重復(fù)滴定2次，測定乙酸溶液濃度，也可以取適最乙酸溶液于燒杯中，用pH計(jì)或精密pH試紙測定溶液pH，得到H⁺的物質(zhì)的量濃度，計(jì)算平衡常數(shù)，
故答案為：

待測物理量	測定方法
①乙酸溶液的物質(zhì)的量濃度
	pH計(jì)或精密pH試紙

③如果在某溫度時(shí)測得乙酸溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1000mol/L，pH=3，則在該溫度時(shí)乙酸的電離平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{1{0}^{-3}×1{0}^{-3}}{0.1}$=1×10^-5，
故答案為：1×10^-5；
（3）①探究酸的強(qiáng)弱對酸與鎂條反應(yīng)速率的影響需要酸的體積、濃度相同，鎂條大小、質(zhì)量表面積相同，表二中c=2.0g，
故答案為：2.0；
②a）氣體測定不能漏氣，在添加藥品之前必須檢查裝置氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
b）據(jù)圖可知，是要通過測量在相同的時(shí)間段內(nèi)收集到的氫氣體積的大小來測量反應(yīng)速率，故在反應(yīng)開始后，應(yīng)每隔1min記錄一次生成H₂的體積，
故答案為：每隔1min記錄一次生成H₂的體積；
③鎂和醋酸反應(yīng)生成醋酸鎂和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：Mg+2CH₃COOH=Mg²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑，
故答案為：Mg+2CH₃COOH=Mg²⁺+2CH₃COO^-+H₂↑；
④通過圖象分析可知，單位時(shí)間內(nèi)醋酸與鎂條反應(yīng)生成氫氣的體積變化很小，即醋酸與鎂條的反應(yīng)速率變化不大；而鹽酸與鎂條的反應(yīng)一開始很快，一段時(shí)間后，單位時(shí)間內(nèi)生成的氫氣的體積明顯變小，即反應(yīng)速率明顯減小，
故答案為：醋酸與鎂條反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化不明顯，鹽酸與鎂條反應(yīng)開始階段反應(yīng)速率很快，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯減�。�

點(diǎn)評 本題考查了影響反應(yīng)速率的因素、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)以及圖象問題，綜合性較強(qiáng)，是高考的高頻考點(diǎn)，題目難度中等．