Question

11．常溫下，向80mL由鹽酸和硫酸組成的混合溶液中加入0.4 mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液，生成BaSO₄沉淀的質量及溶液pH隨加入Ba（OH）₂溶液的體積的關系如圖所示．
（1）寫出溶液中發(fā)生反應的離子方程式：Ba ²⁺+SO₄ ^2-═BaSO₄、H⁺+OH^-=H₂O．
（2）原混合溶液中硫酸的物質的量濃度為0.1mol•L^-1，酸的物質的量濃度為0.4mol•L^-1．
（3）在B點時的c（H⁺）為0.13mol/L，D點時的pH為13．（忽略混合時溶液體積的變化，結果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）溶液中發(fā)生反應的離子方程式：Ba ²⁺+SO₄ ^2-═BaSO₄和H⁺+OH^-=H₂O；
（2）由圖可知，加入20mLBa（OH）₂溶液時，硫酸鋇沉淀達最大值，故根據(jù)方程式計算硫酸的物質的量；
由圖可知，PH=7時，消耗60mLBa（OH）₂溶液，由H⁺+OH^-═H₂O可知n（H⁺）=n（OH^-），據(jù)此計算原溶液中含有的n（H⁺），繼而計算HCl電離產(chǎn)生的氫離子物質的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算硫酸、鹽酸的物質的量濃度；
（3）B點時硫酸反應，而鹽酸未反應，計算混合后氫離子的濃度，根據(jù)pH=-lgc（H⁺）．

解答 解：（1）溶液中發(fā)生反應的離子方程式：Ba ²⁺+SO₄ ^2-═BaSO₄和H⁺+OH^-=H₂O，故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；
（2）由圖可知，加入20mLBa（OH）₂溶液時，硫酸鋇沉淀達最大值，只有硫酸與氫氧化鋇反應，而鹽酸未反應，此時加入氫氧化鋇的物質的量為：0.02L×0.4mol•L^-1=0.008mol，則：
   H₂SO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+2H₂O
   1        1       1
 0.008mol 0.008mol  0.008mol
由圖可知，pH=7時，消耗60mLBa（OH）₂溶液，此時加入氫氧化鋇的物質的量=0.06L×0.4mol•L^-1=0.024mol，由H⁺+OH^-═H₂O可知原溶液中含有的n（H⁺）=n（OH^-）=0.024mol×2=0.048mol，故n（HCl）=0.048mol-0.008mol×2=0.032mol，所以硫酸的物質的量濃度為：$\frac{0.008}{0.08}$=0.1mol/L，鹽酸的物質的量濃度為$\frac{0.032}{0.08}$=）=0.4mol/L，故答案為：0.1；0.4；
（3）B點：n（H⁺）=0.4mol/L×0.08L-2×0.4mol/L×（0.04L-0.02L）=0.016mol
c（H⁺）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.016mol}{0.08L+0.04L}$=0.13mol/L
D點：n[Ba（OH）₂]=CV=0.4mol/L×（0.08L-0.06L）=0.008mol
n（OH^-）=2n[Ba（OH）₂]=2×0.008mol=0.016mol
c（OH^-）=$\frac{0.016mol}{0.08L+0.08L}$=0.1mol/L
c（H⁺）=$\frac{Kw}{C（O{H}^{-}）}$=10^-13mol/L
所以：pH=13
故答案為：0.13mol/L；13．

點評 本題考查混合物的計算，為高頻考點，題目難度中等，把握圖象中各階段發(fā)生的反應是解答本題的關鍵，注意利用反應方程式及離子方程式進行計算．