Question

在溫度T℃下，某Ba（OH）₂稀溶液中c（H⁺）=10^-a mol/L，c（OH^-）=10^-b mol/L，已知a+b=12，向該溶液中逐滴加入pH=b的鹽酸，測得混合溶液的部分pH如下表所示：

序號(hào)	氫氧化鋇的體積/mL	鹽酸的體積/mL	溶液的pH
①	22.00	0.00	8
②	22.00	18.00	7
③	22.00	22.00	6

（1）依據(jù)題意判斷，T℃

 

25℃（填“大于”、“小于”或“等于”），該溫度下水的離子積K_w=

 

；
（2）a=

 

b=

 

，原Ba（OH）₂稀溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

；
（3）該溫度下，向1L硫酸與硫酸鈉的混合溶液中加入3L該Ba（OH）₂的稀溶液時(shí)，沉淀正好達(dá)最大值，從所得溶液中取出4mL并加水稀釋至20mL，測得溶液的pH為7，則原硫酸與硫酸鈉混合溶液的pH為

 

，其中Na₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

分析：（1）水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水電離，則水的離子積常數(shù)增大，根據(jù)該溫度下水的離子積常數(shù)與常溫下水的離子積常數(shù)的相對大小判斷溫度；
（2）堿溶液中氫離子全部是水電離出的氫離子，根據(jù)溶液的pH計(jì)算溶液中氫離子濃度，從而確定a值，再根據(jù)水的離子積常數(shù)計(jì)算溶液中c（OH^-），從而得出b值，再根據(jù)c（OH^-） 和氫氧化鋇的關(guān)系計(jì)算氫氧化鋇溶液的濃度；
（3）根據(jù)硫酸根離子和氫氧化鋇的關(guān)系式計(jì)算n（SO₄^2-）_總，根據(jù)混合溶液的pH計(jì)算原來溶液中c（H⁺），從而得出其pH；
根據(jù)硫酸根離子守恒計(jì)算硫酸鈉的物質(zhì)的量濃度．

解答：解：（1）該溫度下：K_W=c（H⁺）?c（OH^-）=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-12＞10^-14，水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水電離，則水的離子積常數(shù)增大，故T℃＞25℃，
故答案為：大于；10^-12；
（2）據(jù)第①組知，堿溶液中氫離子全部是水電離出的氫離子，所以得Ba（OH）₂溶液中c（H⁺）_水=1×10^-8 mol/L，所以a=8，
故c（OH^-）=

1×10-12

1×10-8

 mol/L=1×10^-4 mol/L=10^-b mol/L，則b=4，
c[Ba（OH）₂]=

1

2

×10^-4 mol/L=5×10^-5 mol/L，
故答案為：8；4；5×10^-5 mol/L；
（3）據(jù)題意知n（SO₄^2-）_總=n[Ba（OH）₂]=3 L×5×10^-5 mol/L=1.5×10^-4 mol
據(jù)恰好反應(yīng)時(shí)知c（OH^-）_過=

3L×5×10-5mol/L×2-1×c(H+)

4L

×

4mL

20mL

=

10-12

10-7

mol/L=10^-5 mol/L
解得c（H⁺）=1×10^-4 mol/L，pH=4，
n（Na₂SO₄）=n（SO₄^2-）_總-n（H₂SO₄）=1.5×10^-4 mol-

1

2

×10^-4 mol×1 L=1×10^-4 mol，所以c（Na₂SO₄）=1×10^-4 mol/L．
故答案為：4，1×10^-4 mol/L．

點(diǎn)評：本題考查了pH的簡單計(jì)算，正確計(jì)算該溫度下水的離子積常數(shù)是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合混合溶液的酸堿性、原子守恒來分析解答，難度中等．