Question

4．已知硫酸在水中的電離方程式是：H₂SO₄═H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，回答下列問題：
（1）Na₂SO₄溶液顯堿性（填“酸性”，“中性”或“堿性”）．理由是SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-（用離子方程式表示）．
（2）在0.1mol•L^-1的Na₂SO₄溶液中，下列微粒濃度關(guān)系正確的有BCD．
A．c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）+c（H₂SO₄）=0.1mol•L^-1   
B．c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₄^-）
C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-）
D．c（Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-）
（3）如果25℃時，0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，則0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）＜  0.029mol•L^-1（填“＜”，“＞”或“=”），理由是H₂SO₄第一步電離產(chǎn)生的H⁺，抑制了HSO₄^-的電離．
（4）0.1mol•L^-1NaHSO₄溶液中各種離子濃度由大到小的順序是：c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）．
（5）如果25℃時，0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lg 0.11，則25℃時，0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.01mol/L．

Answer 1

分析 （1）硫酸在水溶液中存在兩步電離，第一步完全電離、第二步部分電離，所以硫酸根離子能水解生成硫酸氫根離子而使硫酸鈉溶液呈堿性；
（2）任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒、物料守恒，根據(jù)電荷守恒和物料守恒判斷；
（3）依據(jù)硫酸在水中的第一步電離是完全的，第二步電離并不完全，結(jié)合平衡移動分析判斷；
（4）0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，則c（HSO₄^-）＞c（SO₄^2-），溶液顯酸性；
（5）H⁺抑制HSO₄^-的電離．

解答 解：（1）根據(jù)硫酸的第一步電離是完全的：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，第二步電離并不完全：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，則Na₂SO₄溶液存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，溶液呈弱堿性，
故答案為：堿性；SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
（2）A．溶液中沒有H₂SO₄分子，c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）=0.1mol•L^-1，故A錯誤；
B．溶液中存在質(zhì)子守恒，即c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₄^-），故B正確；
C．溶液中存在電荷守恒，即陰離子的負電荷總數(shù)等于正電荷總數(shù)，則c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），故C正確；
D．c（Na）=2c（S），根據(jù)S在溶液中存在形式可知：c（Na⁺）=2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-），故D正確；
故答案為：BCD；
（3）25℃時，0.10mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（ SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，則0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中氫離子濃度比硫酸氫鈉溶液中大，對硫酸氫根離子電離平衡起到抑制作用，c（ SO₄^2-）＜0.029mol•L^-1；
故答案為：＜；H₂SO₄第一步電離產(chǎn)生的H⁺，抑制了HSO₄^-的電離；
（4）0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol•L^-1，則c（HSO₄^-）＞c（SO₄^2-），溶液顯酸性，所以溶液中離子濃度大小關(guān)系為：c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）；
（5）若25℃時，0.10mol•L^-1H₂SO₄溶液的pH=-lg0.11，C（H⁺）=0.11mol/L；依據(jù)：①H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，②HSO₄^-?H⁺+S0₄^2-．①電離出的氫離子濃度為0.10mol/L；所以②電離出的氫離子濃度為0.11mol/L-0.1．mol/L=0.01mol/L；則0.10mol•L^-1的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.01mol/L；
故答案為：0.01mol/L．

點評 本題考查離子濃度大小比較，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷能力，明確硫酸兩步電離特點是解本題關(guān)鍵，注意硫酸氫根離子只能發(fā)生電離不能發(fā)生水解反應(yīng)，為易錯點．