Question

硫酸是強(qiáng)酸，中學(xué)階段將硫酸在水溶液中看作完全電離．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(guān)問題：
（1）Na₂SO₄溶液呈

 

（填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”），其理由是

 

（用離子方程式表示）；
（2）在0.10mol?L^-1的Na₂SO₄溶液中，下列離子濃度關(guān)系正確的是

 

（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^-）
（3）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“=”）；
（4）如果25℃時，0.10mol?L^-1H₂SO₄溶液的PH=-1g0.11，則0.10mol?L^-1的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：離子濃度大小的比較

專題：鹽類的水解專題

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^-，則硫酸鈉溶液呈弱堿性；
（2）在0.10mol?L^-1的Na₂SO₄溶液中離子濃度關(guān)系：
A、溶液中硫酸完全電離分析；
B、依據(jù)溶液中存在質(zhì)子守恒分析；
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；
（3）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(jié)合平衡移動分析判斷；
（4）pH=-1g0.11的溶液中氫離子濃度為0.11mol/L，硫酸的第一步電離完全電離，則第一步電離出的氫離子濃度為0.10mol，第二步電離的氫離子為0.01mol/L，據(jù)此進(jìn)行解答．

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溶液存在水解平衡：SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，所以其溶液呈弱堿性，
故答案為：弱堿性；SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
（2）在0.10mol?L^-1的Na₂SO₄溶液中離子濃度關(guān)系：
A、溶液中硫酸完全電離成氫離子和硫酸氫根離子，溶液中不存在硫酸分子，故A錯誤；
B、溶液中存在質(zhì)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)物料守恒可得：c（ Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-），故D正確；
故選BCD；
（3）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：＜；
（4）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(diǎn)評：本題考查離子濃度大小比較、鹽的水解原理等知識，題目難度中等，注意把握題意，突破硫酸為二元強(qiáng)酸的思維，從題目實際出發(fā)，加強(qiáng)自學(xué)能力的培養(yǎng)．