Question

【題目】已知0.1mol/LH2SO4在水中的第一步電離是完全的，第二步電離并不完全。常溫下有0.1mol/L的以下幾種溶液的電離度（即已經(jīng)電離的分子數(shù)占原來分子總數(shù)的百分數(shù)）如下表，回答下列問題：

①H2SO4溶液中的HSO	②NaHSO4溶液中的HSO	③CH3COOH	④HCl溶液
10%	29%	1.33%	100%

(1)寫出H2SO4在水中的電離方程式___。

(2)若將10mL題設條件下的NaHSO4溶液與0.1mol/LNaOH溶液等體積混合，則混合后溶液中離子濃度由大到小順序為___。

(3)根據(jù)題設條件計算CH3COOH的電離常數(shù)Ka=___。若常溫下，將bmol·L–1的CH3COONa液與0.01mol·L–1的鹽酸等體積混合，反應達平衡時，測得溶液的pH=7，用含b的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=___。

Answer 1

【答案】H2SO4=HSO+H+、HSOH++SO c(Na+)＞c(SO)＞c(OH–)＞c(HSO)＞c(H+) 1.77×10-5或1.8×10–5 或（b-0.01）×10-5

【解析】

本題是對于電解質(zhì)溶液中電離平衡的考查，考點涉及弱電解質(zhì)的電離、電離平衡常數(shù)計算以及溶液中離子濃度大小比較，根據(jù)題意知H2SO4的電離是分步的，根據(jù)電離程度書寫電離方程式，混合溶液中離子濃度大小比較需考慮反應情況和水解情況，平衡常數(shù)的計算利用題目給出的電離度、pH進行計算。

(1)已知0.1mol/L H2SO4在水中的第一步電離是完全的，第二步電離并不完全，所以硫酸在水中的電離方程式為H2SO4＝HSO4–+H+ 、 HSO4–H++ SO42–；

(2)將10mL題設條件下的NaHSO4溶液與0.1mol/LNaOH溶液等體積混合，二者恰好反應生成硫酸鈉，但由于SO42－水解SO42－＋H2OHSO4－＋OH－，因此溶液顯堿性，又因為水還電離出OH－，所以溶液中離子濃度大小順序是c(Na+)＞c(SO42–)＞c(OH–)＞c(HSO4–)＞c(H+)；

(3)醋酸的電離度是1.33%，則

CH3COOHCH3COO－ ＋ H＋

起始濃度（mol/L） 0.1 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.1×1.33% 0.1×1.33% 0.1×1.33%

平衡濃度（mol/L）0.1－0.00133 0.00133 0.00133
該溫度下醋酸的電離常數(shù)Ka＝＝＝1.77×10–5；反應達平衡時，測得溶液的pH＝7，則根據(jù)電荷守恒可知c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH–)＝c(Na＋)＋c(H+)，因此c(OH–)＝c(H+)＝10－7mol/L、c(CH3COO－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＝0.5bmol/L，所以c(CH3COO－)＝c(Na＋)－c(Cl－)＝0.5bmol/L－0.005mol/L。根據(jù)物料守恒可知溶液醋酸的濃度是0.5bmol/L－(0.5bmol/L－0.005mol/L)＝0.005mol/L，所以該溫度下醋酸的電離常數(shù)＝＝＝（b－0.01）×10－5。