Question

4．已知硫酸在水中的电离方程式是：H₂SO₄═H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，回答下列问题：
（1）Na₂SO₄溶液显碱性（填“酸性”，“中性”或“碱性”）．理由是SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-（用离子方程式表示）．
（2）在0.1mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中，下列微粒浓度关系正确的有BCD．
A．c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）+c（H₂SO₄）=0.1mol•L^-1   
B．c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₄^-）
C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-）
D．c（Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-）
（3）如果25℃时，0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，则0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）＜  0.029mol•L^-1（填“＜”，“＞”或“=”），理由是H₂SO₄第一步电离产生的H⁺，抑制了HSO₄^-的电离．
（4）0.1mol•L^-1NaHSO₄溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是：c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）．
（5）如果25℃时，0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lg 0.11，则25℃时，0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.01mol/L．

Answer 1

分析 （1）硫酸在水溶液中存在两步电离，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硫酸钠溶液呈碱性；
（2）任何电解质溶液中都存在电荷守恒、物料守恒，根据电荷守恒和物料守恒判断；
（3）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；
（4）0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，则c（HSO₄^-）＞c（SO₄^2-），溶液显酸性；
（5）H⁺抑制HSO₄^-的电离．

解答 解：（1）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Na₂SO₄溶液存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，溶液呈弱碱性，
故答案为：碱性；SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
（2）A．溶液中没有H₂SO₄分子，c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）=0.1mol•L^-1，故A错误；
B．溶液中存在质子守恒，即c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₄^-），故B正确；
C．溶液中存在电荷守恒，即阴离子的负电荷总数等于正电荷总数，则c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），故C正确；
D．c（Na）=2c（S），根据S在溶液中存在形式可知：c（Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-），故D正确；
故答案为：BCD；
（3）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：＜；H₂SO₄第一步电离产生的H⁺，抑制了HSO₄^-的电离；
（4）0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，则c（HSO₄^-）＞c（SO₄^2-），溶液显酸性，所以溶液中离子浓度大小关系为：c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）；
故答案为：c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）；
（5）若25℃时，0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lg0.11，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 本题考查离子浓度大小比较，为高频考点，侧重考查学生分析判断能力，明确硫酸两步电离特点是解本题关键，注意硫酸氢根离子只能发生电离不能发生水解反应，为易错点．