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

 

（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”），其理由是

 

（用离子方程式表示）；
（2）在0.10mol?L^-1的Na₂SO₄溶液中，下列离子浓度关系正确的是

 

（填写编号）；
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℃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c（SO₄^2-）

 

 0.029mol?L^-1（填“＜”、“＞”或“=”）；
（4）如果25℃时，0.10mol?L^-1H₂SO₄溶液的PH=-1g0.11，则0.10mol?L^-1的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=

 

mol?L^-1．

Answer 1

考点：离子浓度大小的比较

专题：盐类的水解专题

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^-，则硫酸钠溶液呈弱碱性；
（2）在0.10mol?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分析；
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；
（3）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；
（4）pH=-1g0.11的溶液中氢离子浓度为0.11mol/L，硫酸的第一步电离完全电离，则第一步电离出的氢离子浓度为0.10mol，第二步电离的氢离子为0.01mol/L，据此进行解答．

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溶液存在水解平衡：SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，所以其溶液呈弱碱性，
故答案为：弱碱性；SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
（2）在0.10mol?L^-1的Na₂SO₄溶液中离子浓度关系：
A、溶液中硫酸完全电离成氢离子和硫酸氢根离子，溶液中不存在硫酸分子，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、依据物料守恒可得：c（ Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-），故D正确；
故选BCD；
（3）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：＜；
（4）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：本题考查离子浓度大小比较、盐的水解原理等知识，题目难度中等，注意把握题意，突破硫酸为二元强酸的思维，从题目实际出发，加强自学能力的培养．