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5.硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离.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++SO42-.
请回答下列有关问题:
(1)K2SO4溶液呈弱碱性(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”),其理由是SO42-+H2O?HSO4-+OH- (用离子方程式表示).
(2)NaHSO4溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式为HSO4-+HCO3-=H2O+CO2↑+SO42-.
(3)若25℃时,0.10mol/L的NaHSO4溶液中c(SO42-)=0.03mol/L,则HSO4-的电离常数Ka=0.013(保留两位有效数字).0.10mol/L的H2SO4溶液中c(H+)< 0.13mol/L (填“>”、“=”或“<”).

分析 (1)硫酸第一步完全电离,第二步部分电离,说明硫酸根离子水解,所以硫酸钾溶液中硫酸根离子水解导致溶液呈碱性;
(2)硫酸氢钠和碳酸氢钠溶液混合时,硫酸氢根离子和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳、水和硫酸根离子;
(3)根据电离平衡常数公式计算;硫酸电离出的氢离子抑制硫酸氢根离子电离.

解答 解:(1)硫酸第一步完全电离,第二步部分电离,说明硫酸根离子水解,所以硫酸钾溶液中硫酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解方程式为SO42-+H2O?HSO4-+OH-,
故答案为:弱碱性;SO42-+H2O?HSO4-+OH-;
(2)硫酸氢钠和碳酸氢钠溶液混合时,硫酸氢根离子和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳、水和硫酸根离子,离子方程式为HSO4-+HCO3-=H2O+CO2↑+SO42-,故答案为:HSO4-+HCO3-=H2O+CO2↑+SO42-;
(3)0.10mol•L-1的NaHSO4溶液中c(SO42-)=0.03mol•L-1,溶液中c(H+)=c(SO42-)=0.03mol•L-1,则HSO4-的电离常数Ka=$\frac{0.03×0.03}{0.10-0.03}$=0.013,硫酸第一步电离的氢离子抑制硫酸氢根离子电离,所以溶液中c(H+)<0.13mol•L-1,故答案为:0.013;<.

点评 本题考查弱电解质在水溶液中的电离,为高频考点,侧重考查学生分析计算能力,注意结合题给信息分析解答,注意硫酸两步电离特点,为易错点,难点是(3)题计算.

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