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化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
6,910
单选题

901.pH值和体积都相同的醋酸和硫酸,分别跟足量的碳酸钠溶液反应,在相同条件下,放出二氧化碳气体的体积是[ ]。

A
 一样多
B
 醋酸比硫酸多
C
 硫酸比醋酸多
D
 无法比较

答案解析

正确答案:B

解析:

**解析:** 1. **分析酸的性质与电离程度:** * **硫酸 ($H_2SO_4$)** 是强酸,在水溶液中完全电离。对于二元强酸,其氢离子浓度 $[H^+]$ 与酸的物质的量浓度关系密切(第一步完全电离,第二步也几乎完全电离或视为强电解质处理时,通常认为提供2个 $H^+$,但在比较总潜力时,关键看未电离部分)。更准确地说,在相同 pH 下,强酸已经全部以离子形式存在。 * **醋酸 ($CH_3COOH$)** 是弱酸,在水溶液中存在电离平衡:$CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$。只有少部分醋酸分子电离出氢离子,大部分仍以分子形式存在。 2. **比较物质的量浓度:** * 题目已知两种酸的 **pH 值相同**,意味着溶液中的自由氢离子浓度 $[H^+]$ 相同。 * 由于醋酸是弱酸,要产生与硫酸相同的 $[H^+]$,醋酸的总物质的量浓度必须远远大于硫酸的总物质的量浓度。也就是说,为了维持同样的 pH,醋酸溶液中储备了大量未电离的醋酸分子。 3. **分析与碳酸钠的反应:** * 反应本质是酸中的可电离氢离子与碳酸根离子反应生成二氧化碳: $$2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$$ * 题目指出碳酸钠溶液是 **足量** 的,这意味着酸中的所有潜在氢离子(包括已电离的和未电离的)最终都会参与反应。 * 随着反应进行,溶液中的 $H^+$ 被消耗,醋酸的电离平衡会向右移动,释放出更多隐藏的 $H^+$,直到所有醋酸分子都反应完毕。 4. **得出结论:** * 因为体积相同,且醋酸的总物质的量浓度远大于硫酸(在同 pH 条件下),所以醋酸溶液中可提供的氢离子的总物质的量远多于硫酸。 * 因此,醋酸与足量碳酸钠反应生成的二氧化碳气体体积比硫酸多。 **故正确答案为:B**

相关知识点:

pH同醋酸产CO2比硫酸多

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