Question

已知0.1mol/L H₂SO₄在水中的第一步电离是完全的，第二步电离并不完全．常温下有0.1mol/L的以下几种溶液的电离度（即已经电离的分子数占原来分子总数的百分数）如表，回答下列问题：

①H2SO4溶液中的HSO4-	②NaHSO4溶液中的HSO4-	③CH3COOH	④HCl溶液
10%	29%	1.33%	100%

（1）写出H₂SO₄在水中的电离方程式

 

．
（2）常温下，题设条件下的①溶液中c（H⁺）=

 

．
（3）常温下，pH相同的上述几种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是（填序号）

 

．
（4）若将10mL题设条件下的NaHSO₄溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合，则混合后溶液中离子浓度由大到小顺序为

 

．
（5）根据题设条件计算CH₃COOH的电离常数K_a=

 

．若常温下，将b mol?L^-1的CH₃COONa溶液与0.01mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应达平衡时，测得溶液的pH=7，用含b的代数式表示CH₃COOH的电离常数K_a=

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：电离平衡与溶液的pH专题

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）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；
（3）等pH的酸，其电离程度越大，酸的物质的量浓度越小；
（4）混合后溶质为Na₂SO₄，溶液显弱碱性；
（5）令醋酸的电离度为α，则醋酸的电离平衡常数Ka=

(cα)2

c(1-α)

；根据Ka=

c(CH3COO-)×c(H+)

CH3COOH

计算．

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）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；
故答案为：0.11mol/L；
（3）等pH的酸，其电离程度越大，酸的物质的量浓度越小，则物质的量浓度由大到小的顺序是③＞②＞④＞①；
故答案为：③＞②＞④＞①；
（4）若将10mL题设条件下的NaHSO₄溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合，混合后溶质为Na₂SO₄，溶液显弱碱性，则c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）；
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）；
（5）令醋酸的电离度为α，则醋酸的电离平衡常数Ka=

(cα)2

c(1-α)

=

c×α2

1-α

=

0.1×0.01332

1-0.0133

=1.77×10^-5；将b mol?L^-1的CH₃COONa溶液与0.01mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应达平衡时，测得溶液的pH=7，混合后c（CH₃COOH）=

b

2

01mol?L^-1，由电荷守恒得c（CH₃COO^-）=c（Cl^-）=0.005mol?L^-1，
则Ka=

c(CH3COO-)×c(H+)

CH3COOH

=

0.005×10-7

b 2

=

10-9

b

；
故答案为：1.77×10^-5；

10-9

b

．

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．