請你用實(shí)驗(yàn)方法證明
如何用實(shí)驗(yàn)方法證明某酸為弱酸
黑龍江省慶安一中 孫秀民
用實(shí)驗(yàn)證明某酸為弱酸,可從下列四個(gè)方面進(jìn)行:(1)利用弱電解質(zhì)不能全部電離;(2)用電離平衡移動原理,即在外界條件發(fā)生時(shí)發(fā)生移動;(3)綜合利用強(qiáng)酸制備弱酸以及電解質(zhì)不能完全電離;(4)利用鹽類水解。
下面以醋酸為例討論說明如何用實(shí)驗(yàn)方法證明某酸為弱酸,供參考。
在限用試劑(除蒸餾水和指示劑外)的情況下，驗(yàn)證醋酸為弱酸，可有以下二十幾種實(shí)驗(yàn)方法：
限用試劑實(shí)驗(yàn)方法結(jié)論
醋酸(1)測0.01 mol/L CH3COOH溶液的pH2
(2)測將醋酸溶液稀釋稀釋至10n倍前后的pH變化pH變化小于n
(3)測將醋酸溶液稀釋至pH變化n時(shí)的稀釋倍數(shù)稀釋倍數(shù)小于10n
醋酸鈉(4)測醋酸鈉溶液的pHpH>7
(5)測將醋酸鈉溶液稀釋至10n倍前后的pH變化pH變化小于n
(6)測將醋酸鈉溶液稀釋至pH變化n時(shí)的稀釋倍數(shù)稀釋倍數(shù)小于10n
醋酸和鹽酸(7)測同物質(zhì)的量濃度的醋酸和鹽酸溶液的pH醋酸溶液的pH較大
(8)測同物質(zhì)的量濃度的醋酸和鹽酸溶液的導(dǎo)電性醋酸溶液的導(dǎo)電性差
(9)測將同PH的醋酸和鹽酸溶液均稀釋至10n倍后的pH醋酸溶液的pH較小
(10)測將同pH的醋酸和鹽酸溶液均稀釋至pH仍相同時(shí)的稀釋倍數(shù)醋酸溶液的稀釋倍數(shù)較大
(11)分別向同體積、同物質(zhì)的量濃度的醋酸和鹽酸溶液中滴加幾滴紫色石蕊試液醋酸溶液的紅色較淺
醋酸、鹽酸和鋅粒(或碳酸鈣粉末)(12)分別向同體積、同物質(zhì)的量濃度的醋酸和鹽酸溶液中投入相同且足量的鋅粒(或碳酸鈣粉末)醋酸開始時(shí)反應(yīng)較慢且反應(yīng)結(jié)束較晚
(13)分別向同PH、同體積的醋酸和鹽酸溶液中投入相同的鋅粒(或碳酸鈣粉末)后來醋酸反應(yīng)較快。若鋅足量, 醋酸產(chǎn)生氫氣多; 若鋅不足, 醋酸反應(yīng)結(jié)束較早
醋酸和氫氧化鈉(14)測同物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液等體積混合后的pHpH>7
(15)測向醋酸溶液中加入適量氫氧化鈉固體前后的導(dǎo)電性導(dǎo)電性顯著增強(qiáng)
(16)測pH之和為14的醋酸和氫氧化鈉溶液等體積混合后的pHPH<7
(17)測向一定體積的醋酸溶液中滴加同物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液至pH =7時(shí)所耗用氫氧化鈉溶液的體積醋酸溶液的體積大于氫氧化鈉溶液的體積
醋酸、鹽酸和氫氧化鈉(18)測滴定同pH、同體積的.醋酸和鹽酸溶液耗用同濃度的氫氧化鈉溶液的體積醋酸耗用氫氧化鈉溶液多
(19)測同條件下醋酸和鹽酸分別與氫氧化鈉溶液的中和熱醋酸的中和熱較小
醋酸和醋酸鈉(20)測向醋酸溶液中加入適量醋酸鈉固體前后的pHpH增大
醋酸、醋酸鈉和鹽酸或氫氧化鈉(21)測向醋酸與醋酸鈉混合液中加入少量鹽酸或氫氧化鈉溶液前后的pH 說明：醋酸與醋酸鈉混合液對外加酸堿具有一定的緩沖能力pH變化不明顯
鹽酸和醋酸鈉(22)測向鹽酸中加入適量醋酸鈉固體前后的pHpH明顯增大
醋酸和硫酸鉛(23)測向醋酸溶液中加入適量硫酸鉛固體前后的導(dǎo)電性(或pH) 說明：醋酸鉛是較醋酸更弱的電解質(zhì)導(dǎo)電性明顯增強(qiáng)(或pH明顯減小)
練習(xí)題：
1.某同學(xué)在測定一溶液的pH時(shí)，先用蒸餾水濕潤pH試紙，然后用干燥潔凈的玻璃棒蘸取試樣進(jìn)行檢驗(yàn)。試回答：
(1)該同學(xué)的操作方法是否正確? ;請說明理由 。
(2)請分析用此法測出的pH是否一定有誤差產(chǎn)生 。
(3)若用此法分別測定c(H+)相等的H2SO4和H3PO4溶液的PH，誤差較大的是 。
2.用實(shí)驗(yàn)確定某酸HA是弱酸，兩同學(xué)的方案是：
甲：①稱取一定質(zhì)量的HA配制0.1 mol/L的溶液100 mL;
②用pH試紙測出該溶液的pH，即可證明HA是弱酸。
乙：①用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液和鹽酸，分別配制pH=1的兩種酸溶液各100 mL;
②分別取這兩種溶液各10 mL，加水稀釋至100 mL;
③各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個(gè)試管，同時(shí)加入純度相同的鋅粒，觀察現(xiàn)象即可證明HA是弱酸。
(1)在兩個(gè)方案的第①步中，都要用到的定量儀器是 。
(2)甲方案中，說明HA是弱酸的理由是 ，測得溶液的pH 1(選填“>”、“<”或“=”)。乙方案中，說明HA是弱酸的現(xiàn)象是 。
a. 裝鹽酸的試管中放出H2的速率快;b. 裝HA溶液的試管中放出H2的速率快;c. 兩個(gè)試管中放出H2的速率一樣快。
(3)請你評價(jià)：乙方案中難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處 。
(4)請你再提出一個(gè)合理而比較容易進(jìn)行的方案(藥品可任選)，作簡明扼要表述：
。
3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)員給某學(xué)生提供下列藥品和必要的實(shí)驗(yàn)儀器，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明乙酸是弱酸，藥品是冰醋酸、蒸餾水和pH試紙。此同學(xué)思考后認(rèn)為：
(1)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)是 。
(2)實(shí)驗(yàn)簡要步驟是 。
(3)要記錄的數(shù)據(jù)是 。
(4)推斷與分析：由于 ，說明 ，所以乙酸是弱酸。
參考答案：
1.(1)不正確;因?yàn)闈駶檖H試紙相當(dāng)于將待測試液稀釋了。
(2)若原溶液呈中性，則不會產(chǎn)生誤差，否則都會產(chǎn)生誤差。
(3)H2SO4溶液。
2.( 1)100 mL容量瓶。
(2)0.1 mol/L一元弱酸溶液的pH≠1;>;a 。
(3)配制pH=1的HA溶液難以實(shí)現(xiàn);不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同。
(4)配制NaA溶液，測其pH>7，即證明HA是弱酸。
3.(1)弱電解質(zhì)溶液稀釋10n倍，pH改變小于n 。
(2)將一定濃度的乙酸溶液稀釋到一定量后，測定稀釋前后溶液的pH 。
(3)稀釋的倍數(shù)和稀釋前后溶液的pH 。
(4)稀釋為原來的100倍后pH改變小于2;稀釋過程中乙酸的電離程度增大。
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