Question

用實(shí)驗(yàn)確定某酸HA是弱電解質(zhì)。兩同學(xué)的方案是：
甲：①稱取一定質(zhì)量的HA配制成0.1mol?L^－1的溶液100mL；
②用pH試紙測(cè)出該溶液的pH，即可證明HA是弱電解質(zhì)。
乙：①用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pH＝1的兩種酸溶液各100mL；
②分別取這兩種溶液各10mL，加水稀釋為100mL；
③各取相同體積的兩種稀釋液裝入兩個(gè)試管中，同時(shí)加入純度相同的鋅粒，觀察反應(yīng)現(xiàn)象，即可證明HA是弱電解質(zhì)。
（1）在兩個(gè)方案的第①步中，都要用到的定量?jī)x器是_______。
（2）甲方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的理由是測(cè)得溶液的pH____1（選填“＞”、“＜”或“＝”）。
乙方案中，說明HA是弱電解質(zhì)的現(xiàn)象是_______（多選扣分）。
A.裝HCl溶液的試管中放出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)試管中生成氣體的速率一樣快
（3）請(qǐng)你評(píng)價(jià)：乙方案中難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處為________________、______________________。
（4）請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一個(gè)合理而比較容易進(jìn)行的方案（藥品可任�。�，作簡(jiǎn)要表述。
答：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
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Answer 1

（1）100mL容量瓶 
（2）＞；B 
（3）配制pH=1的弱酸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，在常溫下測(cè)其pH＞７，則說明HA是弱酸
【試題分析】

本實(shí)驗(yàn)題是運(yùn)用理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問題的一道很好的題目，它不但考查了一些有關(guān)強(qiáng)、弱電解質(zhì)的重要知識(shí)，同時(shí)還考查了同學(xué)們靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的綜合能力。
證明HA是弱電解質(zhì)的原理有兩個(gè)：一是證明HA不能完全電離，溶液中存在電離平衡；二是證明HA與強(qiáng)堿反應(yīng)生成的鹽具有堿性，溶液中存在水解平衡。此題中甲、乙兩同學(xué)都是利用了第一個(gè)原理。

（1）在兩個(gè)方案中，都涉及溶液的配制，而配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所必需的定量?jī)x器是容量瓶。在回答問題（1）時(shí)還應(yīng)注意：容量瓶是有一定規(guī)格的，必須注明其容積為100mL。
（2）甲方案中的100mL0.1mol?L^－1HA溶液。若HA為弱酸，HA不能完全電離，則溶液中H⁺的濃度小于0.1mol?L^－1，即溶液的pH應(yīng)該大于1。
乙方案中，把pH=1的鹽酸和HA溶液都稀釋10倍后，鹽酸是強(qiáng)酸，溶液中［H⁺］=0.01mol?L^－1，而弱酸加水稀釋時(shí)，電離度增大，即會(huì)繼續(xù)有部分HA分子電離出H⁺，使H⁺的物質(zhì)的量增加，所以HA溶液中［H⁺］＞0.01mol?L^－1。即稀釋后HA溶液中H⁺的濃度大于鹽酸溶液中H⁺的濃度，H⁺的濃度越大，反應(yīng)速率越快，所以加入相同純度的鋅粒時(shí)，HA溶液中產(chǎn)生氫氣的速率快。
（3）乙方案中，要求配制一定pH的弱酸溶液，由于弱酸溶液中存在電離平衡，影響電離平衡的因素（如溫度等）很多，導(dǎo)致配制的溶液的pH不穩(wěn)定，因此配制pH=1的弱酸HA溶液難以實(shí)現(xiàn)。
鋅粒與酸的反應(yīng)是液體與固體的反應(yīng)，反應(yīng)速率除了與H⁺濃度有關(guān)外，固體的表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響也較大，而加入的鋅粒難以做到表面積相同，所以僅僅用反應(yīng)生成氣體的速率來(lái)判斷溶液中H⁺濃度的大小，說服力不強(qiáng)。
（4）要證明某酸是弱電解質(zhì)還有很多方法。例如：
①依據(jù)弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡的原理還可設(shè)計(jì)如下：
a.等體積pH相同的鹽酸與 HA溶液稀釋相同的倍數(shù)后，HA溶液的pH小。
b.等體積pH相同的鹽酸與 HA溶液分別稀釋到相同的pH，HA溶液加水量多。
c.相同pH的鹽酸與HA溶液中分別加入相應(yīng)的鈉鹽固體，HA溶液的pH變化大。
②依據(jù)HA與強(qiáng)堿反應(yīng)生成的鹽具有堿性，溶液中存在水解平衡的原理可設(shè)計(jì)如下：
室溫下配制NaA溶液，測(cè)定該溶液的pH。若pH＞７，則說明HA是弱酸。
③依據(jù)溶液導(dǎo)電性強(qiáng)弱變化可設(shè)計(jì)如下：
a.配制物質(zhì)的量濃度相同的一元強(qiáng)酸（如鹽酸）和HA溶液，測(cè)其導(dǎo)電能力。若HA溶液的導(dǎo)電能力比一元強(qiáng)酸的弱，則說明HA是弱酸。
b.靈敏電流計(jì)測(cè)由純酸HA開始，然后慢慢加蒸餾水稀釋的過程中，電流的變化情況。若電流計(jì)中通過的電流由小到大，然后再由大到小，則說明HA是弱酸。
以上方法中測(cè)NaA溶液的pH為操作最簡(jiǎn)單方便的方法。