Question

11．有H₂SO₄和HCl 的混合溶液20mL，加入0.025mol•L^-1 Ba（OH）₂溶液時(shí)，生成沉淀的質(zhì)量w（g）和Ba（OH）₂溶液的體積V（mL）的關(guān)系如圖所示（C 點(diǎn)混合液pH=7）．
求：①原混合液中H₂SO₄和HCl 的物質(zhì)的量濃度；
②A 點(diǎn)和B 點(diǎn)時(shí)溶液的pH．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，加入20mLBa（OH）₂溶液時(shí)，硫酸鋇沉淀達(dá)最大值，故根據(jù)方程式計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量；由圖可知，PH=7時(shí)，消耗60mLBa（OH）₂溶液，由H⁺+OH^-═H₂O可知n（H⁺）=n（OH^-），據(jù)此計(jì)算原溶液中含有的n（H⁺），進(jìn)而計(jì)算HCl電離產(chǎn)生的氫離子物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算硫酸、鹽酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）加入Ba（OH）₂體積為20mL時(shí)，而鹽酸未反應(yīng)，計(jì)算混合后氫離子的濃度，根據(jù)pH=-lgc（H⁺）；根據(jù)原溶液中含有的n（H⁺）=0.003mol結(jié)合加入Ba（OH）₂體積為40mL，計(jì)算混合后氫離子的濃度，根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計(jì)算．

解答 解：由圖可知，0～20mLBa（OH）₂溶液發(fā)生H₂SO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+H₂O，20mL～60mLBa（OH）₂溶液發(fā)生發(fā)生H⁺+OH^-═H₂O，
（1）由圖可知，加入20mLBa（OH）₂溶液時(shí)，硫酸鋇沉淀達(dá)最大值，設(shè)硫酸的物質(zhì)的量為x，則：
H₂SO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+H₂O
1                1
x        0.02L×0.025mol•L^-1
故x=0.02L×0.025mol•L^-1=0.0005mol，
硫酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.0005mol}{0.02L}$=0.025mol•L^-1，
由圖可知，PH=7時(shí)，消耗60mLBa（OH）₂溶液，由H⁺+OH^-═H₂O可知原溶液中含有的n（H⁺）=n（OH^-）=2×0.06L×0.025mol•L^-1=0.003mol，故n（HCl）=0.003mol-0.0005mol×2=0.002mol，
故原溶液中HCl的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.002mol}{0.02L}$=0.1mol/L，
答：原混合液中硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.025mol•L^-1，鹽酸的物質(zhì)的量濃度為0.1mol•L^-1；
（2）由圖可知A點(diǎn)，加入Ba（OH）₂體積為20mL時(shí)，硫酸完全反應(yīng)，氫離子的濃度為$\frac{0.1mol/L×0.02l}{0.02L+0.02L}$=0.05mol/L，則pH=-lg0.05=1.3，
加入Ba（OH）₂體積為40mL時(shí)，氫離子的濃度為$\frac{0.003mol-2×0.04L×0.025mol/L}{0.02L+0.04L}$=$\frac{1}{60}$mol/L，pH=-lg$\frac{1}{60}$≈1.8，
答：A點(diǎn)溶液的pH為1.3，B點(diǎn)時(shí)溶液的pH為1.8．

點(diǎn)評 本題考查了有關(guān)方程式的計(jì)算、溶液pH的計(jì)算，明確圖象中對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，注意圖象中A點(diǎn)硫酸恰好完全反應(yīng)為難點(diǎn)，題目難度中等．