题目内容

15.室温时,盐酸和硫酸的混合溶液20mL,向混合物中逐滴加入0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液时,生成的BaSO4和pH的变化如图所示(不考虑溶液混合时体积的变化).下列说法正确的是(  )
A.图中A点对应溶液的pH:a=1
B.生成沉淀的最大质量m=2.33g
C.原混合液中c(HCl)=0.1mol•L-1
D.当V[Ba(OH)2(aq)]=30mL时,有关离子浓度大小:c(Cl-)>c(Ba2+)>c(H+

分析 由图可知,加入20mLBa(OH)2溶液时,硫酸钡沉淀达最大值,故0~20mL只有硫酸与氢氧化钡反应,而盐酸未反应,根据方程式计算硫酸、硫酸钡的物质的量,根据m=nM计算硫酸钡的质量;
由图可知,pH=7时,消耗60mLBa(OH)2溶液,由H++OH-═H2O可知n(H+)=n(OH-),据此计算原溶液中含有的n(H+),进而计算原溶液中n(HCl),再根据c=$\frac{n}{V}$计算原溶液中盐酸的物质的量浓度,图中A点盐酸未反应,计算混合后氢离子的浓度,根据pH=-lgc(H+)计算.

解答 解:由图可知,加入20mLBa(OH)2溶液时,硫酸钡沉淀达最大值,只有硫酸与氢氧化钡反应,而盐酸未反应,此时加入氢氧化钡的物质的量=0.02L×0.05mol•L-1=0.001mol,则:
   H2SO4+Ba(OH)2═BaSO4↓+H2O
   1        1       1
 0.001mol 0.001mol  0.001mol
由图可知,pH=7时,消耗60mLBa(OH)2溶液,此时加入氢氧化钡的物质的量=0.06L×0.05mol•L-1=0.003mol,由H++OH-═H2O可知原溶液中含有的n(H+)=n(OH-)=0.003mol×2=0.006mol,故n(HCl)=0.006mol-0.001mol×2=0.004mol,
A.硫酸与Ba(OH)2发生反应:H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O,当沉淀完全时,n(H2SO4)=n(Ba(OH)2)=0.05mol•L-1×0.02L=1.0×10-3mol,由于溶液显中性时消耗Ba(OH)2的体积是60ml,所以HCl的物质的量是n(HCl)=2 n(Ba(OH)2)=2×0.05mol•L-1×0.04L=4.0×10-3mol,所以在a点时溶液的c(H+)=$\frac{4.0×1{0}^{-3}mol}{0.04L}$=0.1mol/L,所以pH=1,故A正确;
B.生成沉淀的最大质量m(BaSO4)=1.0×10-3mol×233g/mol=0.233g,故B错误;
C.原混合液中c(HCl)=$\frac{n(HCl)}{V}$=$\frac{4.0×1{0}^{-3}mol}{0.02L}$=0.2mol•L-1,故C错误;
D.当V[Ba(OH)2(aq)]=30mL时,n(Cl-)=4.0×10-3mol,n(Ba2+)=0.05mol•L-1×0.01L=1.0×10-4 mol;n(H+)=4.0×10-3mol-2×0.05mol•L-1×0.01L=3.0×10-3mol.在同一溶液中,微粒的物质的量越大,则其物质的量浓度就越大,所以有关离子浓度大小:c(Cl-)>c(H+)>c(Ba2+),故D错误;
故选A.

点评 本题考查酸的混合溶液与碱反应时溶液的体积与溶液的酸碱性、微粒浓度的大小及沉淀的关系的知识,掌握基础是关键,题目难度中等.

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