Question

12．已知在某溫度T℃時(shí)，某稀硫酸和鹽酸混合液中，c（H⁺）=10^-amol•L^-1，c（OH^-）=10^-bmol•L^-1，已知a+b=12．向20mL該混合酸溶液中逐滴加入pH=11Ba（OH）₂溶液，生成BaSO₄的質(zhì)量與加入的Ba（OH）₂溶液體積關(guān)系如圖所示，當(dāng)加入60mL Ba（OH）₂溶液時(shí)，C點(diǎn)溶液的pH=6（體積變化忽略不計(jì)），試計(jì)算：
（1）最初混合酸溶液中c（HCl）=0.2mol/L；
（2）圖中A點(diǎn)BaSO₄就已被完全沉淀，質(zhì)量為0.233克；
（3）B點(diǎn)pH=1.48（第（3）步要求寫出計(jì)算過(guò)程）（已知lg3=0.48）．

Answer 1

分析 （1）該溫度下，K_w=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-12，pH=11的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，c（Ba²⁺）=$\frac{1}{2}$c（OH^-）=0.05mol/L，加入20mLBa（OH）₂溶液時(shí)，沉淀量達(dá)最大，鋇離子與硫酸根離子恰好反應(yīng)，根據(jù)n=cV計(jì)算該階段消耗的n（Ba²⁺），由離子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）．
加入60mLBa（OH）₂溶液時(shí)，溶液的pH=6，呈中性，氫離子與氫氧根離子恰好反應(yīng)，據(jù)此計(jì)算混合溶液中n（H⁺），溶液中n（HCl）=n（H⁺）-2n（H₂SO₄），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算原混合溶液中c（HCl）；
（2）A點(diǎn)沉淀量達(dá)最大，硫酸與氫氧化鋇恰好反應(yīng)，由離子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）；
（3）根據(jù)消耗的氫氧化鋇計(jì)算B點(diǎn)參加反應(yīng)的氫離子物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算溶液中氫離子濃度，根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計(jì)算B點(diǎn)pH值．

解答 解：：（1）該溫度下，K_w=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-12，pH=11的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，c（Ba²⁺）=$\frac{1}{2}$c（OH^-）=0.05mol/L，
加入20mLBa（OH）₂溶液時(shí)，沉淀量達(dá)最大，鋇離子與硫酸根離子恰好反應(yīng)，該階段消耗的n（Ba²⁺）=0.02L×0.05mol/L=0.001mol，由離子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.001mol，加入60mLBa（OH）₂溶液時(shí)，溶液的pH=6，呈中性，氫離子與氫氧根離子恰好反應(yīng)，故混合溶液中n（H⁺）=n（OH^-）=0.06L×0.1mol/L=0.006mol，溶液中n（HCl）=0.006mol-2×0.001mol=0.004mol，
故原混合溶液中c（HCl）=$\frac{0.004mol}{0.02L}$=0.2mol/L，
故答案為：0.2mol/L；
（2）A點(diǎn)沉淀量達(dá)最大，硫酸與氫氧化鋇恰好反應(yīng)，由離子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.001mol，質(zhì)量為0.233g；
故答案為：A；0.233；
（3）B點(diǎn)加入的氫氧化鋇溶液中氫氧根離子物質(zhì)的量為0.04L×0.1mol/L=0.004mol，故參加反應(yīng)的氫離子為=0.004mol，溶液中剩余氫離子為0.006mol-0.004=0.002，氫離子濃度為$\frac{0.002mol}{0.06L}$=$\frac{1}{30}$mol/L，此時(shí)溶液pH=-lg$\frac{1}{30}$=1.48，故答案為：1.48．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合溶液pH值的有關(guān)計(jì)算，關(guān)鍵是計(jì)算該溫度下水的離子積，確定氫氧化鋇的溶液中氫氧根離子的濃度，確定C點(diǎn)為中性，難度中等．