Question

8．某校学生小组为探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱并证明乙酸为弱酸，进行下述实验．
探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱关系该校学生设计了下图的实验装置（夹持仪器已略去）．
（1）某生检查装置A的气密性时，先关闭止水夹，从左管向U型管内加水，至左管液面高于右管液面，静置一段时间后，若U型管两侧液面差不发生变化，则气密性良好．你认为该生的操作正确与否？正确（填“正确”或“错误”）大理石与乙酸溶液反应的化学方程式为CaCO₃+2CH₃COOH=Ca（CH₃COO）₂+CO₂↑+H₂O
（2）装置A中反应产生的气体通入苯酚钠溶液中，实验现象为试管中溶液出现浑浊反应的离子方程式为C₆H₅O^-+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+HCO₃^-
（3）有学生认为（2）中的实验现象不足以证明碳酸的酸性比苯酚强，理由是乙酸有挥发性，挥发出的乙酸也可以和苯酚钠溶液反应，生成苯酚．改进该装置的方法是在装置A和B之间连一个盛有饱和氢钠溶液的洗气瓶证明乙酸为弱酸
（4）现有pH=3的乙酸溶液、蒸馏水、石蕊试液及pH试纸，选用适当的仪器和用品，用最简便的实验方法证明乙酸为弱酸用量筒量取一定体积的乙酸溶液，加蒸馏水稀释100倍，用pH试纸测其pH，pH＜5，则证明乙酸是弱酸
（5）在相同温度下，测定相同物质的量浓度
a．NaHCO₃溶液  b．Na₂CO₃溶液 c．CH₃COONa溶液  d．溶液
的pH，其pH由大到小排列的顺序为bdac（填溶液编号）

Answer 1

分析 （1）根据体系内产生的压强是否变化来判断装置的气密性，碳酸钙和醋酸反应生成醋酸钙和水、二氧化碳；
（2）二氧化碳和苯酚钠反应生成不易溶于水的苯酚和碳酸氢钠，根据离子方程式的书写规则书写；
（3）要防止醋酸干扰实验，在气态未和苯酚反应前将其除去，可选用饱和的碳酸氢钠溶液除去醋酸且又不引进新的杂质气体；
（4）证明乙酸为弱酸需证明溶液中存在电离平衡，依据提供的试剂可以对溶液稀释测定溶液PH的变化分析判断是否存在电离平衡分析设计；
（5）都根据盐类水解规律，越弱越水解，对应的酸越弱，水解程度越大，溶液的pH越大进行判断各溶液的pH大小．

解答 解：（1）左管液面高于右管液面，静置一段时间后，若U型管两侧液面差不发生变化，说明装置气密性良好，所以该生的操作正确；碳酸钙和醋酸反应生成醋酸钙和水、二氧化碳，反应方程式为CaCO₃+2CH₃COOH=Ca（CH₃COO）₂+CO₂↑+H₂O，
故答案为：正确；CaCO₃+2CH₃COOH=Ca（CH₃COO）₂+CO₂↑+H₂O；
（2）装置A中反应产生的气体为CO₂，通入苯酚钠溶液中，生成常温下溶解度较小的苯酚，所以实验现象为：试管中溶液出现浑浊，反应离子方程式为：C₆H₅O^-+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+HCO₃^-，
故答案为：试管中溶液出现浑浊；C₆H₅O^-+CO₂+H₂O→C₆H₅OH+HCO₃^-；
（3）为防止挥发出的乙酸与苯酚钠反应，所以应在在装置A和B之间连一个吸收乙酸的装置，所以改进该装置的方法是：在装置A和B之间连一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，
故答案为：在装置A和B之间连一个盛有饱和氢钠溶液的洗气瓶；
（4）强酸溶液完全电离，弱酸溶液存在电离平衡，加水稀释，电离平衡向右移动，所以证明乙酸为弱酸的最简便的使用方法为：用量筒量取一定体积的乙酸溶液，加蒸馏水稀释100倍，用pH试纸测其pH，pH＜5，则证明乙酸是弱酸，
故答案为：用量筒量取一定体积的乙酸溶液，加蒸馏水稀释100倍，用pH试纸测其pH，pH＜5，则证明乙酸是弱酸（或其他合理答案）；
（5）a．NaHCO₃溶液  b．Na₂CO₃溶液 c．CH₃COONa溶液  d．，以上都是强碱弱酸盐，溶液都显示碱性，化学式中含有的弱酸根离子对应的酸的酸性越强，其水解程度越弱，溶液的pH越小，而酸性关系为：醋酸＞碳酸＞苯酚＞碳酸氢根离子，则以上溶液的pH由大到小排列的顺序为bdac，
故答案为：bdac．

点评 本题考查了比较弱酸酸性强弱的方法，题目难度中等，明确盐的水解原理及其影响为解答关键，注意掌握判断弱电解质酸性强弱常用的方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．