Question

7．研究物質(zhì)在水溶液的行為是中學(xué)化學(xué)的主要任務(wù)之一．
（1）相同體積，pH為3的鹽酸和醋酸，分別加水稀釋m倍、n倍，溶液的pH變?yōu)?，則m和n的關(guān)系是m＜n（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）某溫度下，pH均為2的醋酸和鹽酸溶液分別加水稀釋，pH隨溶液體積變化曲線如圖所示．

①a和c兩點(diǎn)，K_w（a）=K_w（c）（填“＞”、“=”或“＜”），a、b、c三點(diǎn)的導(dǎo)電能力按由強(qiáng)到弱的順序排列為a＞b＞c．
②向pH=2的醋酸中加入少量CH₃COONa固體，待固體完全溶解后，溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$的比值將減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“不變”或“減小”）．
（3）取pH=2的鹽酸和醋酸各20.00mL，用等物質(zhì)的量濃度氫氧化鈉溶液中和至pH=7，則消耗氫氧化鈉的體積分別為V₁、V₂，則V₁＜V₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO₄溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS，慢慢轉(zhuǎn)化為銅藍(lán)（CuS），PbS或ZnS遇到CuSO₄溶液轉(zhuǎn)化CuS的原因是CuS的溶解度小于ZnS或PbS的溶解度
（5）常溫下，H₂SO₃的電離常數(shù)Ka₁=1.2×10^-2，Ka₂：=6.3×10^-8，H₂CO₃的電離常數(shù)Ka₁=4.2×10^-7，Ka₂=5.6×10^-11．現(xiàn)有等物質(zhì)的量濃度的NaHSO₃和H₂CO₃溶液，酸性較強(qiáng)的是碳酸（填名稱）溶液．請你設(shè)計合理的實(shí)驗驗證H₂SO₃的酸性強(qiáng)于H₂CO₃（簡要說明實(shí)驗步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）方案一：配制相同物質(zhì)的量濃度的NaHSO₃和NaHCO₃溶液，用酸度計（或pH試紙）測兩溶液的pH．前者的pH小于后者，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
方案二：將SO₂氣體依次通過NaHCO₃（Na₂CO₃）溶液、酸性KMnO₄溶液、品紅溶液、澄清石灰水．品紅溶液不褪色、且澄清石灰水變混濁，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
方案三：將CO₂氣體依次通過NaHSO₃（Na₂SO₃）溶液、品紅溶液．品紅溶液不褪色，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．．
儀器自選
供選擇的試劑：CO₂、SO₂、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂SO₃、NaHSO₃、蒸餾水、飽和石灰水、酸性KMnO₄溶液、品紅溶液、pH試紙．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)醋酸是弱電解質(zhì)，加水稀釋有利于電離平衡正向移動，而鹽酸是強(qiáng)電解質(zhì)，不存在電離平衡；
（2）①K_w的大小只受溫度影響；溶液中離子濃度越大導(dǎo)電能力越強(qiáng)；
②K_a的大小只受溫度影響，溫度不變其大小不變，加入醋酸鈉，醋酸根離子濃度增大；
（3）醋酸為弱酸，pH均為2的鹽酸和醋酸溶液，兩種溶液中H⁺離子濃度相等，則醋酸濃度大與鹽酸，分別中和等體積、等物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液，當(dāng)氫氧化鈉恰好被完全中和時，消耗的兩種酸的物質(zhì)的量相等，根據(jù)n=C×V比較二者的體積關(guān)系；
（4）難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化是溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化；
（5）據(jù)Ka的大小判斷其酸性強(qiáng)弱；要檢驗酸性強(qiáng)弱，可以采用多種方法，例如利用水解原理（酸越弱相應(yīng)的強(qiáng)堿鹽就越易水解），也可以利用較強(qiáng)的酸制取較弱的酸來檢驗．

解答 解：（1）因為醋酸是弱酸，加水后反應(yīng)正向進(jìn)行，醋酸電離度增加，加水后，氫離子濃度在減小的過程中有增大的趨勢，而鹽酸是強(qiáng)酸在水中完全電離，加水后，氫離子濃度只是在減小，所以要使稀釋后兩溶液pH值相同，就必須使m＜n，故答案為：＜；
（2）①K_w的大小只受溫度影響，相同溫度下，K_w（a）=K_w（c）；在醋酸溶液和鹽酸溶液中，pH越小，離子濃度越大，溶液導(dǎo)電能力越強(qiáng)，故答案為：=；a＞b＞c；
②K_a的大小只受溫度影響，溫度不變其大小不變，加入醋酸鈉，醋酸根離子濃度增大，所以$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$的比值減小，故答案為：減小；
（3）醋酸為弱酸，pH均為2的鹽酸和醋酸溶液，兩種溶液中H⁺離子濃度相等，則醋酸濃度大與鹽酸，設(shè)鹽酸的濃度為C₁，醋酸的濃度為C₂，則C₁＜C₂，分別中和氫氧化鈉時，醋酸消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量等于鹽酸，故答案為：＜；
（4）難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化是溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，ZnS或PbS能轉(zhuǎn)化為CuS，所以CuS的溶解度小于ZnS或PbS的溶解度，
故答案為：CuS的溶解度小于ZnS或PbS的溶解度；
（5）H₂SO₃的電離常數(shù)Ka₂：=6.3×10^-8，H₂CO₃的電離常數(shù)Ka₁=4.2×10^-7，所以等物質(zhì)的量濃度的NaHSO₃和H₂CO₃溶液，酸性較強(qiáng)的是碳酸；要檢驗酸性強(qiáng)弱，可以采用多種方法，例如利用水解原理（酸越弱相應(yīng)的強(qiáng)堿鹽就越易水解），也可以利用較強(qiáng)的酸制取較弱的酸來檢驗，三種參考方案如下：
方案一：配制相同物質(zhì)的量濃度的NaHSO₃和NaHCO₃溶液，用酸度計（或pH試紙）測兩溶液的pH．前者的pH小于后者，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
方案二：將SO₂氣體依次通過NaHCO₃（Na₂CO₃）溶液、酸性KMnO₄溶液、品紅溶液、澄清石灰水．品紅溶液不褪色、且澄清石灰水變混濁，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
方案三：將CO₂氣體依次通過NaHSO₃（Na₂SO₃）溶液、品紅溶液．品紅溶液不褪色，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
故答案為：碳酸；方案一：配制相同物質(zhì)的量濃度的NaHSO₃和NaHCO₃溶液，用酸度計（或pH試紙）測兩溶液的pH．前者的pH小于后者，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
方案二：將SO₂氣體依次通過NaHCO₃（Na₂CO₃）溶液、酸性KMnO₄溶液、品紅溶液、澄清石灰水．品紅溶液不褪色、且澄清石灰水變混濁，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
方案三：將CO₂氣體依次通過NaHSO₃（Na₂SO₃）溶液、品紅溶液．品紅溶液不褪色，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．

點(diǎn)評 本題主要考查水的離子積常數(shù)、弱電解質(zhì)的電離常數(shù)只受溫度影響、常見的基本實(shí)驗操作、儀器的使用、離子的除雜和實(shí)驗方案設(shè)計，綜合性強(qiáng)．