Question

1．已知0.1mol/L的H₂SO₄第一步电离度为100%，第二步电离度为10%，回答下列问题：
（1）写出该硫酸溶液的电离方程式H₂SO₄=HSO₄^-+H⁺，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-．
（2）向该溶液中加入过量氨水，写出反应的离子方程式HSO₄^-+H⁺+2NH₃•H₂O=2NH₄⁺+SO₄^2-+2H₂O；
（3）该溶液中c（OH^-）=9.09×10^-12mol/L．（保留到小数点后两位）
（4）中和该溶液10.00mL，需通入标准状况下的氨气44.8mL．
（5）向该溶液中加入1mol/L的氢氧化钡溶液，使溶液反应后的pH为13，则参加反应的硫酸溶液和氢氧化钡溶液的体积之比为19：3（最简整数比）．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据可知硫酸溶液中不存在H₂SO₄，存在HSO₄^-，说明硫酸的第一步电离为完全电离，第二步电离为部分电离，据此写出电离方程式；
（2）向该溶液中加入过量氨水，反应生成硫酸铵，注意硫酸的第二步电离存在电离平衡；
（3）硫酸第一步完全电离，第二步部分电离，根据硫酸的浓度和HSO₄^-的电离度计算溶液中氢离子浓度，溶液中离子积常数计算氢氧根离子浓度；
（4）0.1mol/L的H₂SO₄溶液10.00mL和氨气反应恰好中和反应生成硫酸铵和水，结合反应定量关系计算氨气物质的量，得到标准状况下体积；
（5）向该溶液中加入1mol/L的氢氧化钡溶液，使溶液反应后的pH为13，溶液显碱性，计算剩余氢氧根离子浓度得到溶液体积．

解答 解：（1）根据表中数据可知硫酸溶液中不存在H₂SO₄，存在HSO₄^-，说明硫酸的第一步电离为完全电离，电离方程为：H₂SO₄=HSO₄^-+H⁺，第二步电离为部分电离，电离方程式为：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-；
故答案为：H₂SO₄=HSO₄^-+H⁺，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-；
（2）向该溶液中加入过量氨水，硫酸氢根离子存在电离平衡，一水合氨为弱电解质，反应生成硫酸铵，反应的离子方程式为：HSO₄^-+H⁺+2NH₃•H₂O=2NH₄⁺+SO₄^2-+2H₂O，
故答案为：HSO₄^-+H⁺+2NH₃•H₂O=2NH₄⁺+SO₄^2-+2H₂O；
（3）0.1mol•L^-1稀硫酸中，硫酸第一步完全电离，电离出来的氢离子为0.1mol/L，第二步部分电离，电离的H⁺物质的量浓度=0.1mol/L×10%=0.01mol/L，所以两步共电离氢离子为0.11mol/L，离子积常数计算得到氢氧根离子浓度c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.11}$=9.09×10^-12mol/L，
故答案为：9.09×10^-12；
（4）0.1mol/L的H₂SO₄溶液10.00mL和，物质的量=0.1mol/L×0.010L=0.001mol，氨气反应恰好中和反应生成硫酸铵和水，H₂SO₄+2NH₃+2H₂O=（NH₄）₂SO₄+2H₂O，
需要氨气物质的量0.002mol，标准状况下气体体积=0.002mol×22.4L/mol=0.0448L=44.8ml，
故答案为：44.8；
（5）向0.1mol/L的H₂SO₄溶液中加入1mol/L的氢氧化钡溶液，使溶液反应后的pH为13，设硫酸溶液体积为x，氢氧化钡溶液体积为y，
$\frac{1mol/L×y×2-0.1mol/L×x×2}{（x+y）L}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-13}}$
x：y=19：3，
则参加反应的硫酸溶液和氢氧化钡溶液的体积之比为19：3．
故答案为：19：3．

点评 本题考查了二元酸的电离方程式、离子浓度的求算、盐的水解规律的应用、离子浓度的比较、电离平衡常数的计算等，题目涉及的知识点较多，侧重反应原理的应用的考查，题目难度中等．