Question

已知0.1mol/LH₂SO₄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）如下表，回答下列问题：

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

(1)写出H₂SO₄在水中的电离方程式___。

(2)若将10mL题设条件下的NaHSO₄溶液与0.1mol/LNaOH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___。

(3)根据题设条件计算CH₃COOH的电离常数K_a=___。若常温下，将bmol·L^–1的CH₃COONa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

H2SO4=HSO+H+、HSOH++SO c(Na+)＞c(SO)＞c(OH–)＞c(HSO)＞c(H+) 1.77×10-5或1.8×10–5 或（b-0.01）×10-5

【解析】

本题是对于电解质溶液中电离平衡的考查，考点涉及弱电解质的电离、电离平衡常数计算以及溶液中离子浓度大小比较，根据题意知H2SO4的电离是分步的，根据电离程度书写电离方程式，混合溶液中离子浓度大小比较需考虑反应情况和水解情况，平衡常数的计算利用题目给出的电离度、pH进行计算。

(1)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，所以硫酸在水中的电离方程式为H2SO4＝HSO4–+H+ 、 HSO4–H++ SO42–；

(2)将10mL题设条件下的NaHSO4溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，二者恰好反应生成硫酸钠，但由于SO42－水解SO42－＋H2OHSO4－＋OH－，因此溶液显碱性，又因为水还电离出OH－，所以溶液中离子浓度大小顺序是c(Na+)＞c(SO42–)＞c(OH–)＞c(HSO4–)＞c(H+)；

(3)醋酸的电离度是1.33%，则

CH3COOHCH3COO－ ＋ H＋

起始浓度（mol/L） 0.1 0 0

转化浓度（mol/L） 0.1×1.33% 0.1×1.33% 0.1×1.33%

平衡浓度（mol/L）0.1－0.00133 0.00133 0.00133
该温度下醋酸的电离常数Ka＝＝＝1.77×10–5；反应达平衡时，测得溶液的pH＝7，则根据电荷守恒可知c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH–)＝c(Na＋)＋c(H+)，因此c(OH–)＝c(H+)＝10－7mol/L、c(CH3COO－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＝0.5bmol/L，所以c(CH3COO－)＝c(Na＋)－c(Cl－)＝0.5bmol/L－0.005mol/L。根据物料守恒可知溶液醋酸的浓度是0.5bmol/L－(0.5bmol/L－0.005mol/L)＝0.005mol/L，所以该温度下醋酸的电离常数＝＝＝（b－0.01）×10－5。