Question

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”），其理由是

SO₄^2-+H₂O?HSO₄^-+OH^-

（用离子方程式表示）；
（2）H₂SO₄溶液与BaCl₂溶液反应的离子方程式为

Ba²⁺+HSO₄^-═BaSO₄↓+H⁺

；
（3）在0.10mol?L^-1的Na₂SO₄溶液中，下列离子浓度关系正确的是

BCD

（填写编号）；
A．[Na⁺]=[SO₄^2-]+[HSO₄^-]+[H₂SO₄]B．[OH^-]=[HSO₄^-]+[H⁺]
C．[Na⁺]+[H⁺]=[OH^-]+[HSO₄^-]+2[SO₄^2-]D．[Na⁺]=2[SO₄^2-]+2[HSO₄^-]
（4）写出NaHSO₄溶液中溶质电离常数（Ka）的表达式

Ka=

[H+]?[SO42-]

[HSO4-]

；
（5）若25℃时，0.10mol?L^-1的NaHSO₄溶液中[SO₄^2-]=0.029mol?L^-1，则0.10mol?L^-1的H₂SO₄溶液中[SO₄^2-]

＜

0.029mol?L^-1（填“＜”、“＞”或“=”），其理由是

H₂SO₄═HSO₄^-+H⁺电离出的H⁺
抑制HSO₄^-的电离

；
（6）如果25℃时，0.10mol?L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lg0.11，则0.10mol?L^-1的H₂SO₄溶液中[SO₄^2-]=

0.01

mol?L^-1．

Answer 1

分析：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-．
（1）Na₂SO₄溶液存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，溶液呈弱碱性；
（2）根据硫酸溶液中存在HSO₄^-离子书写离子方程式；
（3）在0．l0mol?L^-1的Na₂SO₄溶液中离子浓度关系：
A、溶液中硫酸完全电离分析；
B、依据溶液中存在质子守恒为；
C、依据溶液中存在电荷守恒分析；
D、依据物料守恒分析判断；
（4）根据HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-书写；
（5）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；
（6）依据氢离子浓度对硫酸氢根离子的电离平衡影响分析判断．

解答：解：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
（1）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）在0．l0mol?L^-1的Na₂SO₄溶液中离子浓度关系：
A、溶液中硫酸完全电离，故A错误；
B、溶液中存在质子守恒为：c（OH^-）=c（ HSO₄^-）+c（H⁺），故B正确；
C、溶液中存在电荷守恒：c（ Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），故C正确；
D、依据物料守恒，c（ Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-），故D正确；
故选BCD；
（4）NaHSO₄溶液中存在硫酸氢根离子的电离平衡：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，其Ka=

[H+]?[SO42-]

[HSO4-]

，故答案为：ka=

[H+]?[SO42-]

[HSO4-]

；
（5）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═HSO₄^-+H⁺电离出的H⁺抑制HSO₄^-的电离；
（6）若25℃时，0.10mol?L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lgO.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：本题考查电解质的电离和离子方程式的书写，溶液中电荷守恒应用，物料守恒的应用，题目难度中等，本题注意把握题意，突破硫酸为二元强酸的固定思维．