Question

硫酸是强酸，中学阶段将硫酸在水溶液中看做完全电离。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）H₂SO₄溶液与BaCl₂溶液反应的离子方程式为_________________________。

（3）在0.10 mol·L^－1的Na₂SO₄溶液中，下列离子浓度的关系正确的是________(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^-)

（4）若25℃时，0.10 mol·L^－1的NaHSO₄溶液中c(SO₄^2-)＝0.029 mol·L^－1，则0.10 mol·L^－1的H₂SO₄溶液中c(SO₄^2-)________0.029 mol·L^－1(填“＜”、“＞”或“＝”)，其理由是__________________________________________________________________。

（5）或25℃时，0.10 mol·L^－1H₂SO₄溶液的pH＝－lg 0.11，则0.10 mol·L^－1H₂SO₄溶液中c(SO₄^2-)＝________ mol·L^－1。

Answer

（1）弱碱性 SO42-＋H2OHSO4-＋OH－

（2）Ba2＋＋HSO4-=BaSO4↓＋H＋

（3）BCD

（4）＜ H2SO4=HSO4-＋H＋，电离出的H＋抑制HSO4-的电离

（5）0.01

【解析】（1）由题中信息可得，硫酸钠是弱酸强碱盐，易水解生成硫酸氢钠：Na2SO4＋H2ONaHSO4＋NaOH，所以硫酸钠溶液呈弱碱性。（2）硫酸氢根离子部分电离，是弱酸根离子，硫酸与氯化钡反应的离子方程式为Ba2＋＋HSO4-=BaSO4↓＋H＋。（3）A项，由题意知，硫酸钠溶液中存在的阳离子：Na＋、H＋，阴离子：SO42-、OH－、HSO4-，溶液中不存在H2SO4，A项错误；B项，物料守恒式为c(Na＋)＝2c(SO42-)＋2c(HSO4-)，电荷守恒式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HSO4-)＋2c(SO42-)，两式相减，得质子守恒式：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HSO4-)，B、C、D项正确。（4）硫酸氢钠溶液中存在：HSO4-H＋＋SO42-；硫酸溶液中存在：H2SO4=H＋＋HSO4-，HSO4-H＋＋SO42-，硫酸第一步电离出来的H＋对第二步电离有抑制作用，使平衡向左移动，故同浓度的硫酸溶液中c(SO42-)小于硫酸氢钠溶液中的c(SO42-)。

（5）0.10 mol·L－1H2SO4溶液中c(H＋)＝0.11 mol·L－1，由于硫酸在水中第一步完全电离，第二步部分电离，所以c(SO42-)＝0.01 mol·L－1。