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弱电解质判断技巧透析

来源:作者:陈螯 点击:所属专题: 弱电解质实验判断
弱电解质的判定是电解质溶液部分的重要内容,也是历年来高考的热点。在近年的高考中主要以选择题为主,有时也出现在主观性试题中(考查操作的科学性和可行性及对所给化学实验设计给予评价),因而掌握其判定的思维角度和方法是十分重要的。现以醋酸为例进行分析。 一、

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弱电解质的判定是电解质溶液部分的重要内容,也是历年来高考的热点。在近年的高考中主要以选择题为主,有时也出现在主观性试题中(考查操作的科学性和可行性及对所给化学实验设计给予评价),因而掌握其判定的思维角度和方法是十分重要的。现以醋酸为例进行分析。

一、从弱电解质的电离特点分析

弱电解质的电离是不彻底的,即其不能完全电离,如0.1 mol·L-1的醋酸溶液pH约为3。因而判断醋酸是弱电解质可采用测其一定浓度溶液的pH,也可采用与等浓度盐酸从导电性、与足量锌反应产生氢气快慢等方面相对比的方法。

常见方案如下:

1、称取一定量的无水醋酸配制0.1mol/L 的醋酸溶液,测定该溶液的pH。现象:测出的pH>1。

2、配制浓度相同的盐酸和醋酸,取相同体积分别加入烧杯并并联,接通电源,观察灯泡亮度。现象:插在盐酸中的灯泡亮度大。

3、配制相同浓度的盐酸和醋酸,分别测定两溶液的pH。现象:盐酸溶液的pH小,醋酸溶液的pH大。

4、配制相同pH的盐酸和醋酸溶液,分别取相同体积,用酚酞试液作指示剂,以氢氧化钠溶液为标准溶液进行滴定。现象:两溶液消耗NaOH标准溶液的体积:醋酸>盐酸。

二、从影响弱电解质电离的外界因素分析

弱电解质的电离程度除与本身的性质有关之外,还受温度、浓度等因素的影响,因而判断醋酸是弱电解质可采用加热或加入其对应的可溶性盐固体的方法,测其pH,观察是否变化(或加入甲基橙试液,观察颜色变化);也可采用加水稀释10倍,测其pH是否变化为1;也可采用对比pH相同的盐酸、醋酸分别与足量锌反应生成氢气快慢的方法比较。常见方案如下:

1、配制pH相同的盐酸和醋酸溶液,取1mL 上述盐酸和醋酸分别用蒸馏水稀释相同倍数(如100倍),再测定稀释后两溶液的pH。现象: 盐酸pH变化大,醋酸pH变化小。

2、用已知浓度的盐酸和醋酸溶液分别配制pH=1的两种溶液,取相同体积加入足量的锌,用排水法收集生成的氢气。现象:两溶液中生成的氢气体积:醋酸>盐酸。

3、配制浓度相同的盐酸和醋酸溶液,加入纯度、质量都相同的同种锌粉。现象:两溶液与锌反应产生氢气的速率:盐酸>醋酸。 

4、把一定浓度的醋酸溶液两等分,其中一份加入醋酸钠固体,然后分别加入形状相同质量相同的锌,观察产生氢气的快慢是否相同。现象:产生氢气的快慢不相同,不加入醋酸钠的一份快。

三、从其对应的盐溶液是否呈酸碱性角度分析

往醋酸对应的可溶性强碱盐溶液中滴入酸碱指示剂,根据颜色判断。若滴入酚酞试剂时呈红色,则证明醋酸是弱电解质;若滴入紫色石蕊试剂时呈蓝色,则证明醋酸是弱电解质,也可以测其pH大于7证明醋酸是弱电解质。常见方案如下:

1、配制某浓度的醋酸溶液,向其中滴入几滴甲基橙试液,然后再加入少量醋酸钠晶体,振荡。现象:溶液由红色逐渐变为橙色。

2、配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。现象:溶液由无色变为浅红色。

3、用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH 试纸上,测其pH 。现象:pH>7

四、考题再现

例1.下列事实可证明氨水是弱碱的是 (        )

A.氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁                     B.氨盐受热易分解

C.0.1mol/L 氨水可以使酚酞试液变红                                       D.0.1mol/L 氯化铵溶液的pH约为5

解析:要证明氨水是弱碱,就需从其对应的铵盐是否能水解呈酸性或其水溶液的碱性强弱是否受外界因素影响等角度考虑。A、C项仅是证明氨水呈碱性而已;B项说明铵盐不稳定;D项氯化铵溶液显酸性是由于氨根离子水解导致,其水解的离子方程式为:NH4+H2O弱电解质判断技巧透析NH3·H2O+H,故选D

答案:D

例2.用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:

甲:①称取一定质量的HA配制0.Lmol/L的溶液100mL;②用pH试纸测出该溶液的pH值,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pH=L的两种酸溶液各100mL;②分别取这两种溶液各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                                      

(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH      1(选填>、<、=);乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是         (多选扣分)

(A)装HCl溶液的试管中放出H2的速率快; (B)装HA溶液的试管中放出H2的速率快;(C)两个试管中产生气体速率一样快。

(3)请你评价:乙方案中难以实现之处和不妥之处

(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任用),作简明扼要表述。

解析:这是一道集电离平衡理论与实验基本操作、实验评价、实验设计于一体的试题,目的是考察学生的综合应用能力。

(1)准确配制100mL 的溶液时,必须使用容量瓶,容量瓶有不同的型号,对于本题要选用100mL 的容量瓶才行。

(2)甲方案中,HA是弱电解质,在溶液中只能部分电离,所以溶液c(H)<0.1mol/L,故pH〉1;乙方案中,盐酸是强酸而醋酸是弱酸,当pH=1的盐酸和醋酸稀释相同的倍数时,由于醋酸存在电离平衡而盐酸不存在电离平衡,因而醋酸中存在的电离平衡向右移动,导致盐酸c(H)小于醋酸c(H),所以醋酸放出氢气快。

(3)由于HA是弱电解质,因而其电离程度的大小不但与其本身的性质有关,而且还受温度、浓度的影响,所以HA溶液中c(H)只能测定而不能准确配制;再者锌粒的质量和纯度可以称量或测定,但锌粒的形状、大小则很难控制。

(4)这是一个开放性问题,可以从盐类的水解角度考虑,若强碱盐NaA溶液中pH>7,即说明该溶液呈碱性,也就证明A发生水解,其水解方程式为:A+H2O弱电解质判断技巧透析HA+OH,故NaA对应的酸HA是弱电解质;也可以从影响电离平衡的角度考虑,若已知pH的HA溶液中,如可采用加热升温或加入固体盐NaA等方法后,测得溶液的pH发生变化,即可证明HA是弱电解质;也可以从电离的特点角度考虑,如可采用配制相同浓度的盐酸和醋酸,然后分别测定两溶液的pH。若pH(盐酸)<pH(醋酸),即能证明HA是弱电解质。

答案:(1)100mL容量瓶;(2)>、B;(3)配制pH=L的HA溶液难以实现,不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同;(4)配制NaA溶液,测其pH值>7即证明HA是弱电解质(其它正确答案也可)。

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