Question

5．硫酸是強酸，中學階段將硫酸在水溶液中看作完全電離．但事實是，硫酸在水中的第一步電離是完全的，第二步電離并不完全，其電離情況為：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-．
請回答下列有關問題：
（1）K₂SO₄溶液呈弱堿性（填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”），其理由是SO₄^2-+H₂O?HSO₄^-+OH^- （用離子方程式表示）．
（2）NaHSO₄溶液與NaHCO₃溶液反應的離子方程式為HSO₄^-+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑+SO₄^2-．
（3）若25℃時，0.10mol/L的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.03mol/L，則HSO₄^-的電離常數K_a=0.013（保留兩位有效數字）．0.10mol/L的H₂SO₄溶液中c（H⁺）＜ 0.13mol/L （填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）硫酸第一步完全電離，第二步部分電離，說明硫酸根離子水解，所以硫酸鉀溶液中硫酸根離子水解導致溶液呈堿性；
（2）硫酸氫鈉和碳酸氫鈉溶液混合時，硫酸氫根離子和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳、水和硫酸根離子；
（3）根據電離平衡常數公式計算；硫酸電離出的氫離子抑制硫酸氫根離子電離．

解答 解：（1）硫酸第一步完全電離，第二步部分電離，說明硫酸根離子水解，所以硫酸鉀溶液中硫酸根離子水解導致溶液呈堿性，水解方程式為SO₄^2-+H₂O?HSO₄^-+OH^-，
故答案為：弱堿性；SO₄^2-+H₂O?HSO₄^-+OH^-；
（2）硫酸氫鈉和碳酸氫鈉溶液混合時，硫酸氫根離子和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳、水和硫酸根離子，離子方程式為HSO₄^-+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑+SO₄^2-，故答案為：HSO₄^-+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑+SO₄^2-；
（3）0.10mol•L^-1的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.03mol•L^-1，溶液中c（H⁺）=c（SO₄^2-）=0.03mol•L^-1，則HSO₄^-的電離常數K_a=$\frac{0.03×0.03}{0.10-0.03}$=0.013，硫酸第一步電離的氫離子抑制硫酸氫根離子電離，所以溶液中c（H⁺）＜0.13mol•L^-1，故答案為：0.013；＜．

點評 本題考查弱電解質在水溶液中的電離，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，注意結合題給信息分析解答，注意硫酸兩步電離特點，為易錯點，難點是（3）題計算．