高中化學(xué)-如何證明醋酸是弱酸

對(duì)于醋酸是弱電解質(zhì)這一事實(shí)，相信所有同學(xué)都不陌生。但是一旦遇到問(wèn)題，尤其是怎么證明醋酸是弱電解質(zhì)，以及等濃度或等pH的醋酸與鹽酸對(duì)比的題，錯(cuò)誤率是相當(dāng)?shù)母?。今天我們要通過(guò)“抓住本質(zhì)，理清邏輯，找到錨點(diǎn)，輕松解題”這一方法來(lái)梳理的難點(diǎn)問(wèn)題就是：如何證明醋酸是弱酸（弱電解質(zhì)）？鹽酸和醋酸的對(duì)比問(wèn)題怎樣才能不出錯(cuò)？我們首先要明確一點(diǎn)，弱電解質(zhì)的本質(zhì)是不能完全電離。醋酸的電離方程式書寫為它是一個(gè)可逆的過(guò)程。所以，要證明醋酸是弱酸，其基本邏輯就在于：證明醋酸的電離是可逆的。那么，問(wèn)題來(lái)了，你能說(shuō)出可逆反應(yīng)有哪些特征嗎？可逆反應(yīng)的定義是：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，叫做可逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)的三大特征是：1.可逆反應(yīng)既能正向建立、又能逆向建立2.可逆反應(yīng)不能完全進(jìn)行，反應(yīng)有限度，存在化學(xué)平衡，反應(yīng)物與生成物共存于體系之中。3.當(dāng)條件改變時(shí)，可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡可發(fā)生移動(dòng)?，F(xiàn)在，我們把可逆反應(yīng)的三大特征遷移到“證明醋酸是弱酸”這一問(wèn)題之中，來(lái)看看問(wèn)題是怎樣解決的。可逆反應(yīng)特征1.可逆反應(yīng)既能正向建立、又能逆向建立該方程式，正向看是醋酸的電離過(guò)程，而逆向看，是一個(gè)強(qiáng)酸（H+）與弱酸鹽（CH3COO-

）制弱酸（CH3COOH）的過(guò)程。理論上,可以利用某強(qiáng)酸（或者比醋酸酸性強(qiáng)的弱酸）和醋酸鹽反應(yīng)生成醋酸來(lái)證明醋酸的酸性弱，但是,生成醋酸并沒(méi)有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們也沒(méi)有學(xué)過(guò)如何證明醋酸的生成，所以這一方法通常不被采用。我們可以用這一方法來(lái)證明其他生成時(shí)伴有明顯現(xiàn)象的弱酸（比如碳酸等）的酸性比某酸弱。【CH3COONa

水溶液呈堿性，與其在水溶液中逆向建立了醋酸的電離平衡有關(guān)（具體知識(shí)將在第三章第三節(jié)“鹽類的水解”中進(jìn)行學(xué)習(xí)），所以，“CH3COONa

水溶液呈堿性”這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)可以證明醋酸是弱酸?！靠赡娣磻?yīng)特征2.可逆反應(yīng)不能完全進(jìn)行，反應(yīng)有限度，存在化學(xué)平衡，反應(yīng)物與生成物共存于體系之中。對(duì)比鹽酸和醋酸的電離

可以發(fā)現(xiàn)：對(duì)于鹽酸這類強(qiáng)酸來(lái)說(shuō)，電離是完全的，即，濃度為0.1mol/L的HCl電離出的c（H+）等于0.1mol/L；而對(duì)于醋酸這類弱酸來(lái)說(shuō)，電離是不完全的，即，濃度為0.1mol/L的CH3COOH電離出的c（H+）要小于0.1mol/L。反之，若某鹽酸和某醋酸溶液中c（H+）相等，都是0.01mol/L，則該鹽酸濃度等于0.01mol/L；而醋酸濃度必須大于0.01mol/L，它才有可能電離出0.01mol/L的H+。~~~~~~~~~~~~~~重點(diǎn)

敲黑板~~~~~~~~~~~~解決“鹽酸和醋酸對(duì)比”這類問(wèn)題的思維錨點(diǎn)：三個(gè)關(guān)系和三個(gè)區(qū)分錨點(diǎn)一：做題前牢記三個(gè)很重要的決定性關(guān)系①其他條件相同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率由參加反應(yīng)的離子濃度決定。②其他條件相同時(shí)，溶液的導(dǎo)電性由離子濃度決定。③溶液pH由溶液中氫離子濃度決定。錨點(diǎn)二：審題時(shí)注意題目中三個(gè)重要信息的區(qū)分①區(qū)分溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)vs化學(xué)平衡：二者優(yōu)先級(jí)不同。記住一句話：有反應(yīng)先反應(yīng)，沒(méi)反應(yīng)再看平衡。②區(qū)分問(wèn)題到底是某酸的酸性強(qiáng)弱vs某溶液的酸性強(qiáng)弱：某酸的酸性強(qiáng)弱比的是不同酸在相同條件下的電離程度大小，而某溶液的酸性強(qiáng)弱比的是溶液中的氫離子濃度大小。③區(qū)分要考慮的對(duì)象是弱酸的總量vs弱酸發(fā)生電離的那一部分：弱酸與某物質(zhì)反應(yīng)且某物質(zhì)足量時(shí)，要考慮的是弱酸的總量；涉及c（H+）、n（H+）、pH、反應(yīng)速率、溶液導(dǎo)電性等問(wèn)題時(shí)，要考慮的是弱酸發(fā)生電離的那部分。~~~~~~~~~~~~~~敲黑板結(jié)束~~~~~~~~~~~~綜合以上信息，利用醋酸的不完全電離，我們可以設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)來(lái)證明醋酸是弱酸（弱電解質(zhì)）：（1）取物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和醋酸，比較二者的pH——鹽酸<醋酸。（因?yàn)榇姿岵煌耆婋x，所以，當(dāng)酸的濃度相同時(shí)，醋酸電離出來(lái)的氫離子濃度比鹽酸小，pH比鹽酸的大）（2）取物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和醋酸，比較二者的導(dǎo)電能力——鹽酸>醋酸。（因?yàn)榇姿岵煌耆婋x，所以，當(dāng)酸的濃度相同時(shí)，醋酸電離出來(lái)的離子濃度比鹽酸小，導(dǎo)電能力比鹽酸差）（3）取物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和醋酸，比較二者與完全相同的鎂條反應(yīng)的速率——鹽酸>醋酸。（因?yàn)榇姿岵煌耆婋x，所以，當(dāng)酸的濃度相同時(shí)，醋酸電離出來(lái)的氫離子濃度比鹽酸小，反應(yīng)速率慢）（4）取等pH、等體積的HCl、CH3COOH溶液分別與足量的氫氧化鈉反應(yīng)，比較消耗氫氧化鈉的總量——鹽酸<醋酸。（因?yàn)榇姿岵煌耆婋x，所以，當(dāng)pH相同，也就是氫離子濃度相同時(shí)，醋酸的濃度要大于鹽酸的濃度。取等體積的兩種酸，酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，醋酸要大于鹽酸，所以，反應(yīng)時(shí)消耗的氫氧化鈉就更多）可逆反應(yīng)特征3.當(dāng)條件改變時(shí)，可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡可發(fā)生移動(dòng)。利用這一特征，我們可以設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)有：（1）向0.1mol/LCH3COOH溶液中加入CH3COONH4固體，充分?jǐn)嚢韬鬁y(cè)pH——pH增大。（已知：CH3COONH4水溶液呈中性），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖：

（因?yàn)榇姿崾侨跛幔源嬖陔婋x平衡。CH3COONH4固體溶于水后完全電離，使溶液中醋酸根離子濃度增大，導(dǎo)致醋酸的電離平衡逆移，溶液中氫離子濃度減小，pH增大）（2）將等pH的HCl、CH3COOH溶液稀釋相同的倍數(shù)，比較二者pH的變化——稀釋后的pH鹽酸>醋酸。如圖（稀釋時(shí)，醋酸和鹽酸中氫離子濃度都會(huì)下降，pH都會(huì)增大。因?yàn)榇姿崾侨跛幔嬖陔婋x平衡，所以稀釋時(shí)，醋酸溶液中的氫離子濃度減小，導(dǎo)致醋酸的電離