Question

（2008?平頂山模擬）、某學習生小組為探究乙酸、碳酸和硅酸的酸性強弱并證明乙酸為弱酸，進行下述實驗．
Ⅰ．探究乙酸、碳酸和硅酸的酸性強弱關系，該小組設計了如實驗裝置（夾持儀器已略去）．

（1）實驗前如何檢查裝置A的氣密性？

儀器連接好后，將止水夾夾緊，在A中加入水使U型管左右兩邊管中產生液面差，一段時間后，U型管中左右兩邊管中的液面未發生變化

；
（2）裝置A中反應產生的氣體通入試管B溶液中，有白色膠狀沉淀生成，說明碳酸酸性比硅酸強．
有學生認為B中的實驗現象不足以證明碳酸的酸性比硅酸強，理由是：
a、乙酸易揮發，乙酸氣體隨CO₂氣體進入試管B的溶液中，和硅酸鈉溶液反應生成沉淀．
b、該復分解反應生成的硅酸是難溶固體，不能說明是因為生成弱酸而發生反應．
為了證明碳酸能和硅酸鈉反應生成硅酸沉淀，下列方法中可行是

①

（填序號）．
①在儀器A、B之間連接盛有足量飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶
②在儀器A、B之間連接裝有足量堿石灰的干燥管
③在儀器A、B之間連接盛有足量飽和Na₂CO₃溶液的洗氣瓶
④用碳酸鈉粉末代替大理石進行實驗
下列能夠說明碳酸比硅酸酸性強的事實是

③

（填序號）．
①相同溫度時，碳酸的溶解度比硅酸的溶解度大
②碳酸比硅酸易分解
③相同溫度下，相同物質的量濃度的Na₂CO₃和Na₂SiO₃溶液，Na₂CO₃溶液的pH比Na₂SiO₃溶液的pH小
④常溫下，CO₂是氣體，SiO₂是固體
Ⅱ．證明乙酸為弱酸．
現有常溫下pH=3的乙酸溶液、蒸餾水、石蕊試液及pH試紙，用最簡便的實驗方法證明乙酸為弱酸：

取pH=3的乙酸溶液加入蒸餾水稀釋100倍

用pH試紙測定溶液的pH小于5

．

Answer 1

分析：（1）依據裝置壓強和液面變化分析判斷裝置氣密性；
（2）要防止醋酸干擾實驗，在氣體和硅酸鈉溶液反應前將其除去，可選用飽和的碳酸氫鈉溶液除去醋酸且又不引進新的雜質氣體；證明碳酸酸性強于硅酸，的事實是碳酸可以制備硅酸，電離沉淀大于硅酸，或碳酸鹽溶液的PH小于硅酸鹽等；
（3）證明乙酸為弱酸需證明溶液中存在電離平衡，依據提供的試劑可以對溶液稀釋測定溶液PH的變化分析判斷是否存在電離平衡分析設計；

解答：解：（1）依據裝置分析，止水夾關閉后使U形管內液面產生液面差，若一段時間液面不變證明氣密性完好，
故答案為：儀器連接好后，將止水夾夾緊，在A中加入水使U型管左右兩邊管中產生液面差，一段時間后，U型管中左右兩邊管中的液面未發生變化；
（2）證明碳酸能和硅酸鈉反應生成硅酸沉淀，為避免醋酸的干擾需要在AB間增加一個吸收醋酸的裝置，試劑選擇應為和醋酸反應，但不能和二氧化碳反應，
①在儀器A、B之間連接盛有足量飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶，可以除去醋酸，進行試驗驗證，故①符合；
②在儀器A、B之間連接裝有足量堿石灰的干燥管，堿石灰也可以吸收二氧化碳，故②不符合；
③在儀器A、B之間連接盛有足量飽和Na₂CO₃溶液的洗氣瓶，碳酸鈉溶液也可以吸收二氧化碳，不能進行驗證試驗，故③不符合；
④用碳酸鈉粉末代替大理石進行實驗，反應速率過快，不易控制，故④不符合；
能夠說明碳酸比硅酸酸性強的事實是碳酸可以制備硅酸，電離沉淀大于硅酸，或碳酸鹽溶液的PH小于硅酸鹽等；
①相同溫度時，碳酸的溶解度比硅酸的溶解度大，不能說明酸的電離沉淀大小，故①不符合；
②碳酸比硅酸易分解，是穩定性的判斷和酸的強弱無關，故②不符合；
③相同溫度下，相同物質的量濃度的Na₂CO₃和Na₂SiO₃溶液，Na₂CO₃溶液的pH比Na₂SiO₃溶液的pH小，說明水解程度小對應酸的酸性強，故③符合；
④常溫下，CO₂是氣體，SiO₂是固體是狀態的不同，與酸性強弱無關，故④不符合；
故答案為：①；③；
（3）明乙酸為弱酸需證明溶液中存在電離平衡，依據提供的試劑可以對溶液稀釋測定溶液PH的變化，實驗步驟為：取pH=3的乙酸溶液加入蒸餾水稀釋100倍，用pH試紙測定溶液的pH小于5，
故答案為：取pH=3的乙酸溶液加入蒸餾水稀釋100倍，用pH試紙測定溶液的pH小于5；

點評：本題考查了物質性質的實驗設計和實驗驗證方法的分析判斷，掌握實驗基本操作，物質性質的應用是解題關鍵，題目難度中等．