Question

某溫度時，水的離子積常數(shù)Kw=10^-13，將該溫度下pH=11的Ba（OH）₂溶液a L與pH=1的H₂SO₄溶液b L混合（設(shè)混合溶液體積為兩者之和，固體體積忽略不計）
（1）若所得混合溶液為中性，則a：b=

 

，生成沉淀的物質(zhì)的量為

 

（2）若a：b=9：2，則所得溶液pH=

 

，該混合溶液最多能夠溶解鐵粉

 

g （最終結(jié)果用a、b的表達(dá)式來表示）

Answer 1

考點：酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：水的離子積常數(shù)K_W=10^-13，pH=11的Ba（OH）₂溶液中氫氧根離子濃度為0.01mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，
（1）若所得混合液為中性，酸堿恰好完全反應(yīng)，據(jù)此列式計算出a：b的值；依據(jù)硫酸根離子或鋇離子物質(zhì)的量計算生成沉淀硫酸鋇物質(zhì)的量；
（2）先根據(jù)（1）的計算結(jié)果判斷酸過量，然后計算出混合液中氫離子濃度及溶液的pH；根據(jù)溶液中氫離子的物質(zhì)的量及鐵與氫離子反應(yīng)關(guān)系式計算出消耗鐵的質(zhì)量．

解答： 解：某溫度時，水的離子積常數(shù)K_W=10^-13，pH=11的Ba（OH）₂溶液中氫氧根離子濃度為0.01mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，
（1）若所得混合液為中性，酸堿恰好完全反應(yīng)，則有：n（H⁺）=n（OH^-），即：0.01mol/L×aL=0.1mol/L×bL，a：b=0.1：0.01=10：1，Ba²⁺+SO4^2-=BaSO₄↓，用硫酸根計算沉淀物質(zhì)的量=

0.1mol/L

2

×bL=0.05bmol；或用鋇離子計算沉淀物質(zhì)的量=

0.01mol/L

2

×aL=0.005amol；
故答案為：10：1；0.05bmol或0.005amol；
（2）若a：b=9：2，而a：b=10：1時二者恰好反應(yīng)，說明酸過量，
若所得混合液的pH=2，酸過量，c（H⁺）=

0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL

aL+bL

，將a=

9

2

b帶人可得，c（H⁺）=0.01mol/L，溶液pH=2；
鐵與氫離子反應(yīng)的關(guān)系式為：Fe～2H⁺，n（Fe）=

1

2

n（H⁺），所以該溶液最多溶解的鐵的質(zhì)量為：m（Fe）=56g/mol×

1

2

0.01mol/L×（a+b）L=0.28（a+b）g，a：b=9：2時所得溶液的pH為2；該混合溶液最多能夠溶解鐵粉的質(zhì)量為0.28（a+b）g，
故答案為：2；0.28（a+b）g．

點評：本題考查酸堿混合后溶液pH的簡單計算，題目難度中等，解答本題的關(guān)鍵是把握當(dāng)K_w=10^-13時，溶液中c（OH^-）、c（H⁺）的計算．