Question

20．某同学在实验室中准备利用Na₂S₂O₃溶液和稀H₂SO₄来验证浓度、温度对反应速率的影响．
【实验药品及仪器】：0.1mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液、0.1mol•L^-1的稀H₂SO₄、热水、冷水、蒸馏水、量筒、烧杯、试管（若干）、胶头滴管等．
【实验步骤】：
（1）已知该反应的方程式Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O则可通过观察气体产生的速度大致比较反应的快慢．
（2）验证浓度对反应速率的影响：该同学想通过改变Na₂S₂O₃的浓度来验证浓度对反应速率的影响．为了得到令人信服的实验结果，你认为他在实验中必须做到一致的几个因素是①所取稀硫酸的体积②溶液的总体积  …（可不填满，也可补充）．
（3）验证温度对反应速率的影响：
该同学在两个烧杯中放入了等量的适量的热水和冷水，为了得到令人信服的实验结果，你认为他在实验中必须做到一致的几个因素是①所取稀硫酸的体积②所取Na₂S₂O₃溶液的体积  …（可不填满，也可补充）．
Ⅱ、为确定某酸HA是弱电解质，两同学的实验方案如下：
甲：①称取一定质量的HA，配制0.1mol•L^-1的溶液100mL；
②用pH计测出该溶液的pH，根据pH=-lg c（H⁺），推算出溶液中H⁺的浓度，即可证
明HA是弱电解质．
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制0.1mol•L^-1的两种酸溶液各100mL；
②分别取配制的这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质．
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是100mL容量瓶．
（2）甲方案中说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的H⁺的浓度＜0.1mol•L^-1（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）乙方案中说明HA是弱电解质的现象是_A．
A．装盐酸的试管中放出气体的速率快；
B．装HA溶液的试管中放出气体的速率快；
C．两个试管中产生气体的速率一样快．
（4）你评价：乙方案中的不妥之处：在于加入的锌粒难以做到表面积相同
（5）请你提出一种确定某酸HA是弱电解质的实验方案用蒸馏水配制少量NaA溶液，再测其pH，若pH＞7，说明HA是弱电解质．．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根据Na₂S₂O₃和H₂SO₄反应生成了单质硫沉淀、硫酸钠和二氧化硫分析；
（2）探究Na₂S₂O₃的浓度对反应速率的影响时，除了Na₂S₂O₃的浓度不同外，其它条件必须完全相同；
（3）探究温度对反应速率的影响，两个烧杯中除温度不同外，其它条件必须完全相同，据此进行解；
Ⅱ．（1）配制一定量物质的量的浓度的溶液用到的定量仪器是容量瓶；
（2）根据弱电解质是部分电离来分析；
（3）根据弱电解质是部分电离，氢离子的浓度较小，反应速率更慢来分析；
（4）要得到有说服力的结论，必须统一其他条件，但是锌粒难以做到表面积相同；
（5）弱酸的强碱盐可以水解，水解显示碱性．

解答 解：（1）Na₂S₂O₃和H₂SO₄反应生成气体二氧化硫，可通过观察气体产生的速度大致比较反应的快慢，
故答案为：气体产生的速度；
（2）通过改变Na₂S₂O₃的浓度来验证浓度对反应速率的影响，除Na₂S₂O₃的浓度不同外，所取硫酸溶液体积、溶液总体积必须完全相同，且两组溶液必须同时混合，
故答案为：所取稀硫酸的体积；溶液的总体积（或两组溶液必须同时混和）；
（3）验证温度对反应速率的影响，需要设置对照试验，所以两个烧杯中除了温度不同以外，其它条件必须完全相同，如：①所取稀硫酸的体积、②所取Na₂S₂O₃溶液的体积、③两组溶液必须同时混和，
故答案为：所取稀硫酸的体积；所取Na₂S₂O₃溶液的体积（或③两组溶液必须同时混和）；
Ⅱ．（1）配制100ml一定物质的量浓度溶液时需要的定量仪器是100ml容量瓶，故答案为：100mL溶量瓶；
（2）弱电解质存在电离平衡，不能完全电离，则0.1mol/L溶液的H⁺的浓度＜0.1mol•L^-1，故答案为：＜；
（3）弱电解质是部分电离，氢离子的浓度较小，反应速率更慢，
A．装盐酸的试管中放出气体的速率快，盐酸是强酸，全部电离，两种一元酸浓度相同时，电离出的氢离子浓度是盐酸的大，则浓度大速率快，故A正确；
B．根据A的分析可知装HA溶液的试管中氢离子浓度较小，放出气体的速率慢，故B错误；
C．两个试管中产生气体的速率是盐酸中快，HA溶液中慢，故C错误；
故选A；
（4）要得到有说服力的结论，必须统一其他条件，但是锌粒难以做到表面积相同，故答案为：在于加入的锌粒难以做到表面积相同；
（5）弱酸的强碱盐能水解，弱酸根离子水解而使其溶液显碱性，所以可以配制NaA溶液，如果测定其溶液pH＞7，则可证明HA是弱电解质，
故答案为：用蒸馏水配制少量NaA溶液，再测其pH，若pH＞7，说明HA是弱电解质．

点评 本题考查了探究影响化学反应速率的因素，题目难度中等，明确设置对照试验的要求为解答关键，注意掌握温度、浓度、催化剂等体积对反应速率的影响，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力，本题还考查了弱电解质的判断，注意电解质的强弱是根据其电离程度划分的，不是根据溶液的导电能力划分的，为易错点．