Question

已知硫酸的第一步電離（H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-）是完全的，但第二步電離（HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-）并不完全．如果25℃時，0.1mol/L H2SO4溶液中c（SO₄^2-）=0.010mol/L，0.1mol/L NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）=0.029mol/L，試回答：
（1）25℃時，0.1mol/L H₂SO₄溶液中pH=

 

；（可用對數表示）
（2）為何0.1mol/L的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）比0.1mol/L的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）小？

 

（3）0.1mol/L Na₂SO₄溶液的pH值

 

7（填大于、小于或等于）
（4）常溫下測得0.25mol/L的CuSO₄溶液的pH值為5，0.25mol/L Cu（ClO₄）₂溶液的pH值為4.5，其原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）硫酸第一步完全電離，第二步部分電離，根據硫酸的濃度計算溶液中氫離子濃度；
（2）氫離子抑制硫酸氫根離子電離；
（3）硫酸鈉溶液中硫酸根離子易水解而使其溶液呈堿性；
（4）銅離子和硫酸根離子都能水解．

解答：解：（1）硫酸第一步完全電離，第二步部分電離，0.1mol/L的硫酸第一步電離出的c（H⁺）=0.1mol/L，
根據HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-知，硫酸氫根離子電離出的c（H⁺）=0.01mol/L，則溶液中c（H⁺）=0.11mol/L，
所以pH=-lg0.11，故答案為：-lg0.11；
（2）硫酸電離出的氫離子抑制了硫酸氫根離子的電離，所以0.1mol/L的H₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）比0.1mol/L的NaHSO₄溶液中c（SO₄^2-）小，
故答案為：H₂SO₄的第一級電離抑制了HSO₄^-的電離；                  
（3）根據題給信息知，硫酸第一步完全電離，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其溶液呈堿性，pH＞7，
故答案為：大于；
（4）硫酸根離子和銅離子都水解，在CuSO₄溶液中，SO₄^2-能水解一部分產生OH^-，從而使Cu²⁺水解產生的酸性有一部分被抵消，而ClO₄^-不會發生水解，所以0.25mol/L的CuSO₄溶液的pH值為5，0.25mol/L Cu（ClO₄）₂溶液的pH值為4.5，
故答案為：這兩種物質中，Cu²⁺都能水解使溶液呈酸性，而在CuSO₄溶液中，SO₄^2-能水解一部分產生OH^-，從而使Cu²⁺水解產生的酸性有一部分被抵消，而ClO₄^-不會發生水解．

點評：本題考查了弱電解質的電離，明確弱電解質電離特點及鹽類水解特點是解本題關鍵，注意硫酸分步電離且第二步部分電離，為易錯點．