试设计实验,比较浓度同为0.1mol/L的盐酸和醋酸强弱
将连着灯泡的两个电极分别插入0.1mol/L的盐酸和醋酸,看哪个溶液使灯泡亮度大。
盐酸是强电解质,完全电离,溶液中带电粒子多,导电能力强,灯泡亮;醋酸是弱电解质,不完全电离,溶液中带电粒子少,导电能力弱,灯泡暗。
(1)溶液的导电能力与离子浓度成正比,0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液中盐酸中离子浓度大于醋酸,所以盐酸的导电能力强,则发光较亮的灯泡中的电流一定是通过盐酸的,故答案为:盐酸;
(2)反应速率与离子浓度成正比,最终生成氢气体积与酸的物质的量成正比,物质的量浓度相等的盐酸和醋酸,盐酸中氢离子浓度大于醋酸,所以开始时,盐酸反应速率大于醋酸;物质的量浓度、体积相等的醋酸和盐酸,二者的物质的量相等且都是一元酸,与足量的锌反应生成氢气的体积相等,故答案为:盐酸;一样;
(3)反应速率与离子浓度成正比,最终生成氢气体积与酸的物质的量成正比,氢离子浓度相等的盐酸和醋酸,分别与足量锌反应时,开始时氢离子浓度相等,所以反应速率相等,醋酸的浓度大于盐酸,相同体积时醋酸的物质的量大于盐酸,所以分别与足量的锌反应时醋酸生成的氢气多,故答案为:相同;醋酸.
2.测定活泼金属的醋酸盐溶液PH:醋酸钠,醋酸钾溶液PH==9(PH>7)说明活泼金属醋酸盐水解呈碱性,得出醋酸是弱酸!
3.用PH计测定同等浓度的盐酸,硝酸和醋酸:盐酸和硝酸PH较小,而且相等;醋酸PH值较大,说明同等浓度醋酸中氢离子浓度较强酸小,不完全电离,所以是弱酸。
4.用电导仪测定同等浓度的盐酸,硝酸和醋酸的导电性:灯泡显示盐酸和硝酸的灯泡较亮,而醋酸的较暗,所以醋酸导电性差,自由移动的电荷少,故不完全电离,是个弱电解质(弱酸)
另外电解质的强弱没有绝对的划分标准,强弱电解质之间并无严格的界限。比如说中学认为硫酸是强电解质,完全电离。但实际上其二级HSO4-电离也不完全。
【实验1-1】按图1-9的装置把仪器连接好。然后把相同条件(等温,等压,等物质的量浓度)下的HCl、CH3COOH、NaOH、NaCl溶液和氨水分别倒入五个烧杯中,接通电源。观察灯泡发光的明亮程度。
实验结果表明:连接插入CH3COOH溶液和氨水的电极上的灯泡比其他三个灯泡暗。可见它们在同样条件下的导电能力是不相同的。HCl、NaOH和NaCl溶液的导电能力比CH3COOH溶液和氨水强。
这是为什么呢?我们可以从这些物质的结构和它们在水中溶解时所发生的变化来进行分析。
从物质结构的观点来看,NaCl、NaOH等是由阴离子和阳离子构成的离子化合物。当这类物质溶解于水时,在水分子的作用下,阴、阳离子脱离晶体表面,全部电离成为能够自由移动的水合阴离子和水合阳离子(图1-10)。为了简便起见,通常仍用离子符号来表示水合离子。例如,NaCl和NaOH的电离方程式为:
NaCl==Na++Cl-
NaOH==Na++OH-
不仅是离子化合物,像HCl这样的共价化合物在液态时虽不导电,但溶于水后,在水分子的作用下,也能全部电离成水合氢离子①和水合氯离子。
HCl==H++Cl-
实验证明,在大多数盐类、强酸和强碱的水溶液里,只有水合离子,没有溶质分子,它们是全部电离的。在水溶液里全部电离成离子的电解质叫做强电解质。例如,NaOH、KOH、HCl、HNO3、H2SO4、NaCl、KNO3等都是强电解质。在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质叫做弱电解质。弱酸、弱碱是弱电解质,如CH3COOH、NH3·H2O等。水也是弱电解质。
氯化钠和醋酸都是电解质,氯化钠是强电解质,在水溶液中全部电离;醋酸是弱电解质,在水溶液中很少一部分电离,绝大多数不电离。
所以,氯化钠溶液导电性强,灯泡亮,醋酸溶液导电性弱,灯泡暗。