Question

15．已知常温下0.01mol•L^-1 H₂SO₄（强酸）溶液中c（H⁺）=0.011mol•L^-1，回答下列问题．
（1）NaHSO₄溶液中各微粒浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-），Na₂SO₄溶液呈碱性性（填“酸”、“碱”或“中”），原因是SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-（用离子方程式表示）．
（2）常温下，0.01mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（H⁺）＞0.001mol•L^-1（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）2mol•L^-1 NaHSO₄溶液与1mol•L^-1 Ba（OH）₂溶液等体积混合，反应的离子方程式为2OH^-+2HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H₂O+SO₄^2-．若继续滴加Ba（OH）₂溶液，反应的离子方程式为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓．

Answer 1

分析 常温下0.01mol•L^-1 H₂SO₄（强酸）溶液中c（H⁺）=0.011mol•L^-1，说明硫酸的第二步电离存在电离平衡，
（1）NaHSO₄溶液中，硫酸氢根离子的电离程度大于其水解程度，溶液显示酸性，据此判断各离子浓度大小；硫酸钠溶液中，硫酸根离子部分水解生成硫酸氢根离子，溶液显示碱性，据此写出其水解方程式；
（2）硫酸的第一步电离抑制了其第二步电离，导致硫酸中硫酸氢根离子的电离程度减小，据此判断0.01mol/L的硫酸氢钠溶液中氢离子浓度大小；
（3）硫酸氢钠与氢氧化钡反应生成硫酸钡和水，其中硫酸氢钠不能拆开，硫酸根离子过量；继续滴加氢氧化钡，剩余的硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀．

解答 解：常温下0.01mol•L^-1 H₂SO₄（强酸）溶液中c（H⁺）=0.011mol•L^-1，说明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-，
（1）NaHSO₄溶液中，硫酸氢根离子的电离程度大于其水解程度，溶液显示酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-）、c（Na⁺）＞c（HSO₄^-），溶液中离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）；
Na₂SO₄溶液中硫酸根离子易水解，所以溶液中存在水解平衡：SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，导致溶液呈弱碱性，
故答案为：c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）；碱；SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
（2）0.01mol•L^-1 H₂SO₄（强酸）溶液中c（H⁺）=0.011mol•L^-1，硫酸的第一步电离的氢离子浓度为0.01mol/L，则第二步电离出的氢离子为0.001mol/L，硫酸的第一步电离出的氢离子抑制第二步电离，所以0.01mol/L的硫酸氢钠溶液中，氢离子浓度应该大于0.001mol/L，
故答案为：＞；
（3）2mol•L^-1 NaHSO₄溶液与1mol•L^-1 Ba（OH）₂溶液等体积混合，反应后硫酸根离子过量，反应的离子方程式为：2OH^-+2HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H₂O+SO₄^2-；若继续滴加Ba（OH）₂溶液，钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，离子方程式为：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，
故答案为：2OH^-+2HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H₂O+SO₄^2-；SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓．

点评 本题考查了离子浓度大小比较、盐的水解原理及其应用，题目难度中等，明确硫酸的第二步部分电离为解答关键，注意掌握判断离子浓度大小常用方法，试题侧重考查学生的分析、理解能力．