Question

11．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⁺+SO₄^2-．
请据此回答下列有关问题：
（1）Na₂SO₄溶液呈弱碱性（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”），原因是：SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-（用离子方程式表示）
（2）写出H₂SO₄溶液与BaCl₂溶液反应的离子方程式：HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+H⁺；
（3）在0.1mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是AC．（填编号）
A．c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）=0.1mol•L^-1 B．c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）=2c（Na⁺）
C．c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₄^-）                 D．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）
（4）已知0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液的pH=2，则0.1mol•L^-1的H₂SO₄溶液中SO₄^2-的浓度＜0.01mol•L^-1（填“＞”“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）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Na₂SO₄溶液存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
（2）根据硫酸溶液中存在HSO₄^-离子书写离子方程式；
（3）任何溶液中都存在电荷守恒和物料守恒，根据电荷守恒和物料守恒分析；
（4）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）A．溶液中存在物料守恒，根据物料守恒得c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）=0.1mol•L^-1，故A正确；
B．根据物料守恒得2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-）=c（Na⁺），故B错误；
C．溶液中存在物料守恒2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-）=c（Na⁺），存在电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），所以得c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₄^-），故C正确；
D．溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），故D错误；
故答案为：AC；
（4）0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液的pH=2，说明硫酸氢钠溶液中硫酸氢根离子电离出的氢离子浓度为0.01mol/L，0.1mol•L^-1的H₂SO₄溶液中硫酸第一步完全电离出氢离子和硫酸氢根离子，第二步硫酸氢根离子部分电离，且第一步电离出的氢离子抑制第二步电离，所以0.1mol•L^-1的H₂SO₄溶液中SO₄^2-的浓度＜0.01mol•L^-1，
故答案为：＜．

点评 本题考查了离子浓度大小的比较，明确硫酸的电离方式是解本题关键，结合物料守恒和电荷守恒来分析解答，注意硫酸第二步部分电离，为易错点．