Question

14．硫酸是强酸，中学阶段将硫酸在水溶液中看做完全电离．但事实是，硫酸在水中的第一步电离是完全的，第二步电离并不完全，其电离情况为H₂SO₄═H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-．
请回答下列有关问题：
（1）Na₂SO₄溶液呈弱碱性（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”），其理由是SO₄^2-+H₂O═HSO₄^-+OH^-．（用离子方程式表示）．
（2）H₂SO₄溶液与BaCl₂溶液反应的离子方程式为Ba²⁺+HSO₄^-═BaSO₄↓+H⁺．
（3）在0.10mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中，下列离子浓度的关系正确的是BCD（填写编号）．
A．c（Na⁺）=c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）+c（H₂SO₄）         B．c（OH^-）=c（HSO₄^-）+c（H⁺）
C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-）   D．c（Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-）
（4）若25℃时，0.10mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，则0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）＜0.029mol•L^-1（填“＜”、“＞”或“=”），其理由是H₂SO₄═HSO₄^-+H⁺，电离出的H⁺抑制HSO₄^-的电离．
（5）或25℃时，0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lg 0.11，则0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.01 mol•L^-1．

Answer 1

分析 硫酸的第一步电离是完全的：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，第二步电离并不完全：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-．
（1）Na₂SO₄溶液存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，溶液呈弱碱性；
（2）根据硫酸溶液中存在HSO₄^-离子书写离子方程式；
（3）在0.10mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中离子浓度关系：
A、溶液中硫酸完全电离分析；
B、依据溶液中存在质子守恒为；
C、依据溶液中存在电荷守恒分析；
D、依据物料守恒分析判断；
（4）依据硫酸在水中的第一步电离是完全的，第二步电离并不完全，结合平衡移动分析判断；
（5）依据氢离子浓度对硫酸氢根离子的电离平衡影响分析判断．

解答 解：根据硫酸的第一步电离是完全的：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，第二步电离并不完全：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，则
（1）Na₂SO₄溶液存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，溶液呈弱碱性，故答案为：弱碱性；SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
（2）硫酸溶液中存在HSO₄^-离子，难电离，硫酸与氯化钡溶液反应的离子方程式为：HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+H⁺，故答案为：HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+H⁺；
（3）在0.10mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中离子浓度关系：
A、溶液中硫酸完全电离，故A错误；
B、溶液中存在质子守恒为：c（OH^-）=c（ HSO₄^-）+c（H⁺），故B正确；
C、溶液中存在电荷守恒：c（ Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），故C正确；
D、依据物料守恒，c（ Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-），故D正确；
故选BCD；
故答案为：BCD；
（4）25℃时，0.10mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（ SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，H₂SO₄═HSO₄^-+H⁺，则0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中氢离子浓度比硫酸氢钠溶液中大，对硫酸氢根离子电离平衡起到抑制作用，c（ SO₄^2-）＜0.029mol•L^-1，
故答案为：＜；硫酸溶液中氢离子浓度大，对硫酸氢根离子电离平衡起到抑制作用；
（5）若25℃时，0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lgO.11，C（H⁺）=0.11mol/L；依据：①H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，②HSO₄^-?H⁺+S0₄^2-．①电离出的氢离子浓度为0.10mol/L；所以②电离出的氢离子浓度为0.11mol/L-0.1．mol/L=0.01mol/L；则0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.01mol/L，
故答案为：0.01mol/L．

点评 本题考查电解质的电离和离子方程式的书写，溶液中电荷守恒应用，物料守恒的应用，题目难度中等，本题注意把握题意，突破硫酸为二元强酸的思维，从题目实际出发，加强自学能力的培养．