Question

14．硫酸是強酸，中學階段將硫酸在水溶液中看做完全電離．但事實是，硫酸在水中的第一步電離是完全的，第二步電離并不完全，其電離情況為H₂SO₄═H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-．
請回答下列有關問題：
（1）Na₂SO₄溶液呈弱堿性（填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”），其理由是SO₄^2-+H₂O═HSO₄^-+OH^-．（用離子方程式表示）．
（2）H₂SO₄溶液與BaCl₂溶液反應的離子方程式為Ba²⁺+HSO₄^-═BaSO₄↓+H⁺．
（3）在0.10mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中，下列離子濃度的關系正確的是BCD（填寫編號）．
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℃時，0.10mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，則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⁺，電離出的H⁺抑制HSO₄^-的電離．
（5）或25℃時，0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lg 0.11，則0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.01 mol•L^-1．

Answer 1

分析 硫酸的第一步電離是完全的：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，第二步電離并不完全：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-．
（1）Na₂SO₄溶液存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，溶液呈弱堿性；
（2）根據(jù)硫酸溶液中存在HSO₄^-離子書寫離子方程式；
（3）在0.10mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中離子濃度關系：
A、溶液中硫酸完全電離分析；
B、依據(jù)溶液中存在質子守恒為；
C、依據(jù)溶液中存在電荷守恒分析；
D、依據(jù)物料守恒分析判斷；
（4）依據(jù)硫酸在水中的第一步電離是完全的，第二步電離并不完全，結合平衡移動分析判斷；
（5）依據(jù)氫離子濃度對硫酸氫根離子的電離平衡影響分析判斷．

解答 解：根據(jù)硫酸的第一步電離是完全的：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，第二步電離并不完全：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，則
（1）Na₂SO₄溶液存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，溶液呈弱堿性，故答案為：弱堿性；SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
（2）硫酸溶液中存在HSO₄^-離子，難電離，硫酸與氯化鋇溶液反應的離子方程式為：HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+H⁺，故答案為：HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+H⁺；
（3）在0.10mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中離子濃度關系：
A、溶液中硫酸完全電離，故A錯誤；
B、溶液中存在質子守恒為：c（OH^-）=c（ HSO₄^-）+c（H⁺），故B正確；
C、溶液中存在電荷守恒：c（ Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），故C正確；
D、依據(jù)物料守恒，c（ Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-），故D正確；
故選BCD；
故答案為：BCD；
（4）25℃時，0.10mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（ SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，H₂SO₄═HSO₄^-+H⁺，則0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中氫離子濃度比硫酸氫鈉溶液中大，對硫酸氫根離子電離平衡起到抑制作用，c（ SO₄^2-）＜0.029mol•L^-1，
故答案為：＜；硫酸溶液中氫離子濃度大，對硫酸氫根離子電離平衡起到抑制作用；
（5）若25℃時，0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lgO.11，C（H⁺）=0.11mol/L；依據(jù)：①H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，②HSO₄^-?H⁺+S0₄^2-．①電離出的氫離子濃度為0.10mol/L；所以②電離出的氫離子濃度為0.11mol/L-0.1．mol/L=0.01mol/L；則0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.01mol/L，
故答案為：0.01mol/L．

點評 本題考查電解質的電離和離子方程式的書寫，溶液中電荷守恒應用，物料守恒的應用，題目難度中等，本題注意把握題意，突破硫酸為二元強酸的思維，從題目實際出發(fā)，加強自學能力的培養(yǎng)．