Question

已知硫酸的第一步电离（H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-）是完全的，但第二步电离（HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-）并不完全．如果25℃时，0.1mol/L H2SO4溶液中c（SO₄^2-）=0.010mol/L，0.1mol/L NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol/L，试回答：
（1）25℃时，0.1mol/L H₂SO₄溶液中pH=

 

；（可用对数表示）
（2）为何0.1mol/L的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）比0.1mol/L的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）小？

 

（3）0.1mol/L Na₂SO₄溶液的pH值

 

7（填大于、小于或等于）
（4）常温下测得0.25mol/L的CuSO₄溶液的pH值为5，0.25mol/L Cu（ClO₄）₂溶液的pH值为4.5，其原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）硫酸第一步完全电离，第二步部分电离，根据硫酸的浓度计算溶液中氢离子浓度；
（2）氢离子抑制硫酸氢根离子电离；
（3）硫酸钠溶液中硫酸根离子易水解而使其溶液呈碱性；
（4）铜离子和硫酸根离子都能水解．

解答：解：（1）硫酸第一步完全电离，第二步部分电离，0.1mol/L的硫酸第一步电离出的c（H⁺）=0.1mol/L，
根据HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-知，硫酸氢根离子电离出的c（H⁺）=0.01mol/L，则溶液中c（H⁺）=0.11mol/L，
所以pH=-lg0.11，故答案为：-lg0.11；
（2）硫酸电离出的氢离子抑制了硫酸氢根离子的电离，所以0.1mol/L的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）比0.1mol/L的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）小，
故答案为：H₂SO₄的第一级电离抑制了HSO₄^-的电离；                  
（3）根据题给信息知，硫酸第一步完全电离，第二步部分电离，所以硫酸根离子能水解生成硫酸氢根离子而使其溶液呈碱性，pH＞7，
故答案为：大于；
（4）硫酸根离子和铜离子都水解，在CuSO₄溶液中，SO₄^2-能水解一部分产生OH^-，从而使Cu²⁺水解产生的酸性有一部分被抵消，而ClO₄^-不会发生水解，所以0.25mol/L的CuSO₄溶液的pH值为5，0.25mol/L Cu（ClO₄）₂溶液的pH值为4.5，
故答案为：这两种物质中，Cu²⁺都能水解使溶液呈酸性，而在CuSO₄溶液中，SO₄^2-能水解一部分产生OH^-，从而使Cu²⁺水解产生的酸性有一部分被抵消，而ClO₄^-不会发生水解．

点评：本题考查了弱电解质的电离，明确弱电解质电离特点及盐类水解特点是解本题关键，注意硫酸分步电离且第二步部分电离，为易错点．