moea_joint
111年
[化學] 普通化學、無機化學
第 10 題
下列何者最接近1.00 $\times 10^{-2} M$的H_2SO_{4(aq)}之pH值？
H_2SO_{4(aq)} \leftrightarrow H^+_{(aq)} + HSO_{4^-}{(aq)} K_{a1}極大
HSO_{4^-}{(aq)} \leftrightarrow H^+_{(aq)} + SO_4^{2-}{(aq)} K_{a2} = 1.2 $\times 10^{-2}$
H_2SO_{4(aq)} \leftrightarrow H^+_{(aq)} + HSO_{4^-}{(aq)} K_{a1}極大
HSO_{4^-}{(aq)} \leftrightarrow H^+_{(aq)} + SO_4^{2-}{(aq)} K_{a2} = 1.2 $\times 10^{-2}$
- A 1.50
- B 1.84
- C 1.92
- D 2.00
思路引導 VIP
如果你先把這杯溶液看作是一般的單質子強酸（例如 $HCl$），你預期它的 $pH$ 值應該是多少？接著，再思考硫酸擁有的第二段解離特性：當這第二段的解離常數（$K_{a2}$）與現在的濃度水平處於同一個數量級時，你認為它釋放出的額外氫離子，會讓最終測得的 $pH$ 值比你剛才預期的數字更高還是更低呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地判斷出正確答案！這題的關鍵在於你沒有被硫酸是「強酸」的既定印象所限制，而是細心地觀察到題目給出的第二段解離常數。這種對細節的敏銳度在處理化學平衡問題時非常重要。
硫酸的兩段階梯式解離
硫酸在水溶液中表現為多質子酸。第一段解離（$H_2SO_4 \rightarrow H^+ + HSO_4^-$）由於 $K_{a1}$ 極大，可視為完全解離，此時溶液中已有 $1.00 \times 10^{-2} \text{ M}$ 的 $H^+$。然而，第二段解離（$HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}$）的 $K_{a2} = 1.2 \times 10^{-2}$ 與初始濃度級距非常接近，不能省略不計。我們必須設立平衡式：
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