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++SO42-。
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(SO42-)+c(HSO4-)+c(H2SO4)
B.c(OH-)=c(HSO4-)+c(H+)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-)+2c(SO42-)
D.c(Na+)=2c(SO42-)+2c(HSO4-)(4)若25℃时,0.10 mol·L-1的NaHSO4溶液中c(SO42-)=0.029 mol·L -1,则0.10 mol·L-1的H2SO4溶液中c(SO42-)________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(SO42-)=________ mol·L-1。
(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
(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+H2ONaHSO4+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。