Question

1．已知0.1mol/L的H₂SO₄第一步電離度為100%，第二步電離度為10%，回答下列問題：
（1）寫出該硫酸溶液的電離方程式H₂SO₄=HSO₄^-+H⁺，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-．
（2）向該溶液中加入過量氨水，寫出反應的離子方程式HSO₄^-+H⁺+2NH₃•H₂O=2NH₄⁺+SO₄^2-+2H₂O；
（3）該溶液中c（OH^-）=9.09×10^-12mol/L．（保留到小數點后兩位）
（4）中和該溶液10.00mL，需通入標準狀況下的氨氣44.8mL．
（5）向該溶液中加入1mol/L的氫氧化鋇溶液，使溶液反應后的pH為13，則參加反應的硫酸溶液和氫氧化鋇溶液的體積之比為19：3（最簡整數比）．

Answer 1

分析 （1）根據表中數據可知硫酸溶液中不存在H₂SO₄，存在HSO₄^-，說明硫酸的第一步電離為完全電離，第二步電離為部分電離，據此寫出電離方程式；
（2）向該溶液中加入過量氨水，反應生成硫酸銨，注意硫酸的第二步電離存在電離平衡；
（3）硫酸第一步完全電離，第二步部分電離，根據硫酸的濃度和HSO₄^-的電離度計算溶液中氫離子濃度，溶液中離子積常數計算氫氧根離子濃度；
（4）0.1mol/L的H₂SO₄溶液10.00mL和氨氣反應恰好中和反應生成硫酸銨和水，結合反應定量關系計算氨氣物質的量，得到標準狀況下體積；
（5）向該溶液中加入1mol/L的氫氧化鋇溶液，使溶液反應后的pH為13，溶液顯堿性，計算剩余氫氧根離子濃度得到溶液體積．

解答 解：（1）根據表中數據可知硫酸溶液中不存在H₂SO₄，存在HSO₄^-，說明硫酸的第一步電離為完全電離，電離方程為：H₂SO₄=HSO₄^-+H⁺，第二步電離為部分電離，電離方程式為：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-；
故答案為：H₂SO₄=HSO₄^-+H⁺，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-；
（2）向該溶液中加入過量氨水，硫酸氫根離子存在電離平衡，一水合氨為弱電解質，反應生成硫酸銨，反應的離子方程式為：HSO₄^-+H⁺+2NH₃•H₂O=2NH₄⁺+SO₄^2-+2H₂O，
故答案為：HSO₄^-+H⁺+2NH₃•H₂O=2NH₄⁺+SO₄^2-+2H₂O；
（3）0.1mol•L^-1稀硫酸中，硫酸第一步完全電離，電離出來的氫離子為0.1mol/L，第二步部分電離，電離的H⁺物質的量濃度=0.1mol/L×10%=0.01mol/L，所以兩步共電離氫離子為0.11mol/L，離子積常數計算得到氫氧根離子濃度c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.11}$=9.09×10^-12mol/L，
故答案為：9.09×10^-12；
（4）0.1mol/L的H₂SO₄溶液10.00mL和，物質的量=0.1mol/L×0.010L=0.001mol，氨氣反應恰好中和反應生成硫酸銨和水，H₂SO₄+2NH₃+2H₂O=（NH₄）₂SO₄+2H₂O，
需要氨氣物質的量0.002mol，標準狀況下氣體體積=0.002mol×22.4L/mol=0.0448L=44.8ml，
故答案為：44.8；
（5）向0.1mol/L的H₂SO₄溶液中加入1mol/L的氫氧化鋇溶液，使溶液反應后的pH為13，設硫酸溶液體積為x，氫氧化鋇溶液體積為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，
則參加反應的硫酸溶液和氫氧化鋇溶液的體積之比為19：3．
故答案為：19：3．

點評 本題考查了二元酸的電離方程式、離子濃度的求算、鹽的水解規(guī)律的應用、離子濃度的比較、電離平衡常數的計算等，題目涉及的知識點較多，側重反應原理的應用的考查，題目難度中等．