Question

（2009?肇慶二模）某校科技活動小組用鎂粉、鹽酸、醋酸及設計的右圖裝置（夾持固定裝置已略去），對兩種酸分別與鎂反應的速率以及是否存在電離平衡進行探究．
（1）組裝完成后，某同學發現該裝置在設計上存在明顯缺陷：根本無法完成實驗，甚至存在危險，其缺陷在于

A、B兩個量筒口用膠塞密封，反應產生的H₂會造成壓強過大而發生危險[或密封的量筒內氣壓隨反應開始后不斷增大，會造成燒瓶或量筒因壓強過大將膠塞推出]

，其改進方法是

除去A、B量筒口的膠塞

．
（2）改進裝置后，檢查一側裝置的氣密性的方法是

將導管口放入水槽中，用手捂住燒瓶，如果導管口有氣泡產生，松開手后導管內有一段水柱，證明裝置不漏氣

．
（3）欲配制100mL實驗所需濃度的鹽酸，除50mL量筒、燒杯、酸式滴定管、膠頭滴管之外，還需用到的主要玻璃儀器是

100mL容量瓶、玻璃棒

．
正確操作，記錄得到下表中部分實驗數據．分析數據，觀察實驗裝置圖，回答下列問題：

A燒瓶中	B燒瓶中	20℃、101kPa 50mL量筒內氣體讀數	反應時間
			A瓶	B瓶
40mL0.1mol/L 醋酸溶液	40mL0.1mol/L 鹽酸溶液	5mL	t（a1）=155s	t（b1）=7s
		10mL	t（a2）=310s	t（b2）=16s
		15mL	t（a3）=465s	t（b3）=30s
		20mL	t（a4）=565s	t（b4）=64s
		…	…	…
		44.8mL	t（an）=865s	t（bn）=464s

（4）在實驗數據中：①t（a₁）遠遠大于t（b₁）的原因為：

開始階段醋酸溶液中的[H⁺]遠小于相同濃度的鹽酸中的[H⁺]

；
②由

t（b₃）-t（b₂）＞t（b₂）-t（b₁）或t（b₃）＞t（b₁）+t（b₂）

[用含t（b₁）、t（b₂）、t（b₃）代數式表示]說明鹽酸是可能不存在電離平衡；由

t（a₃）-t（a₂）=t（a₂）-t（a₁）或t（a₃）=t（a₁）+t（a₂）

[用含t（a₁）、t（a₂）、t（a₃）代數式表示]說明醋酸中存在電離平衡．
（5）通過該實驗可得到的結論是（回答出兩點即可）：①

相同物質的量濃度的鹽酸、醋酸與金屬反應時，鹽酸開始反應速率大，過一段時間后醋酸較鹽酸反應速率的快

；②

鹽酸是強電解質，醋酸是弱電解質（存在電離平衡）

．

Answer 1

分析：（1）根據裝置中量筒密封可能導致的事故來回答；
（2）根據氣體的熱脹冷縮的性質來檢驗裝置的氣密性；
（3）配制一定物質的量濃度的溶液所需的儀器：量筒、燒杯、膠頭滴管、一定規格的容量瓶以及玻璃棒；
（4）物質的量濃度大小影響化學反應速率進而會影響化學反應的時間；鹽酸中隨著氫離子的消耗反應速率減慢可以證明其中不存在電離平衡；醋酸中隨著氫離子的消耗反應速率沒有減慢趨勢可以證明其中存在電離平衡；
（5）根據實驗現象結合鹽酸和醋酸的性質得出結論．

解答：解：（1）在裝置中，A、B兩個量筒口用膠塞密封，這樣反應產生的H₂會造成壓強過大而發生危險，可以將A、B量筒口的膠塞去掉，
故答案為：A、B兩個量筒口用膠塞密封，反應產生的H₂會造成壓強過大而發生危險[或密封的量筒內氣壓隨反應開始后不斷增大，會造成燒瓶或量筒因壓強過大將膠塞推出]；除去A、B量筒口的膠塞；
（2）裝置氣密性的檢驗方法：將導管口放入水槽中，用手捂住燒瓶，如果導管口有氣泡產生，松開手后導管內有一段水柱，證明裝置不漏氣，
故答案為：將導管口放入水槽中，用手捂住燒瓶，如果導管口有氣泡產生，松開手后導管內有一段水柱，證明裝置不漏氣；
（3）欲配制100mL實驗所需濃度的鹽酸，所需的儀器：量筒、燒杯、膠頭滴管、一定規格的容量瓶以及玻璃棒，
故答案為：100mL容量瓶、玻璃棒；
（4）①開始階段醋酸溶液中的[H⁺]遠小于相同濃度的鹽酸中的[H⁺]，所以a₁的反應速率小于b₁，即t（a₁）遠遠大于
t（b₁），
故答案為：開始階段醋酸溶液中的[H⁺]遠小于相同濃度的鹽酸中的[H⁺]；
②鹽酸中隨著氫離子的消耗反應速率減慢可以證明其中不存在電離平衡，即t（b₃）-t（b₂）＞t（b₂）-t（b₁）或t（b₃）＞t（b₁）+t（b₂），醋酸中隨著氫離子的消耗反應速率沒有減慢趨勢可以證明其中存在電離平衡，即t（a₃）-t（a₂）=t（a₂）-t（a₁）或t（a₃）=t（a₁）+t（a₂），
故答案為：t（b₃）-t（b₂）＞t（b₂）-t（b₁）或t（b₃）＞t（b₁）+t（b₂）；t（a₃）-t（a₂）=t（a₂）-t（a₁）
或t（a₃）=t（a₁）+t（a₂）；
（5）金屬和酸的化學反應速率取決于溶液中氫離子的濃度，相同物質的量濃度的鹽酸、醋酸與金屬反應時，開始階段，鹽酸中氫離子濃度大，所以鹽酸開始反應速率大，過一段時間后，由于醋酸的電離平衡的右移，導致醋酸較鹽酸反應速率的快，說明鹽酸是強電解質，醋酸是弱電解質（存在電離平衡），
故答案為：相同物質的量濃度的鹽酸、醋酸與金屬反應時，鹽酸開始反應速率大，過一段時間后醋酸較鹽酸反應速率的快；鹽酸是強電解質，醋酸是弱電解質（存在電離平衡）．

點評：本題是一道開放性的實驗探究題，要求學生具有分析和解決問題的能力，綜合性較強，難度較大．