Question

7．在10mL稀硫酸和稀盐酸的混合溶液中加入3.42g氢氧化钡固体，充分反应后（若溶液体积不变），过滤、干燥得沉淀2.33g，经测定滤液c（OH^-）=0.1mol/L．试求：
（1）原混合溶液中硫酸的物质的量浓度是多少？
（2）原混合溶液中盐酸的物质的量浓度是多少？
（3）原混合溶液与足量金属锌反应，产生标准状况下H₂的体积是多少？

Answer 1

分析 根据充分反应后过滤，得沉淀2.33g为硫酸钡的质量，氢氧根有剩余，酸完全反应，根据n=$\frac{m}{M}$计算硫酸钡的物质的量，利用H₂SO₄～BaSO₄来计算硫酸的量；利用n（H⁺）=n_消耗（OH^-）=2n[Ba（OH）₂]-n_剩余（OH^-）计算原混酸溶液中氢离子物质的量，（HCl）=n（H⁺）-2n（H₂SO₄），再根据c=$\frac{n}{V}$计算硫酸、HCl的物质的量浓度，进而计算与足量金属锌反应，产生标准状况下H₂的体积，以此解答该题．

解答 解：（1）沉淀2.33g为硫酸钡的质量，则：n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
原混合液中硫酸的物质的量浓度为：c（H₂SO₄）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，
答：原混合溶液中硫酸的物质的量浓度是1mol/L；
（2）反应后的溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，则Ba（OH）₂的物质的量为：$\frac{3.42g}{171g/mol}$=0.02mol，
则盐酸和硫酸中总的氢离子的物质的量为：n（H⁺）=0.02mol×2-0.01mol=0.03mol，
所以氯化氢的物质的量为：n（HCl）=0.03mol-2n（H₂SO₄）=0.03mol-2×0.01mol=0.01mol，
所以原混合液中HCl的浓度为：$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，
答：原混合溶液中盐酸的物质的量浓度是1mol/L；
（3）氢离子的总物质的量为：n（H⁺）=0.1mol/L×2×0.1L+0.1mol/L×0.1L=0.03mol，
 所以最多产生H₂的物质的量为：n（H₂）=$\frac{0.03mol}{2}$=0.015mol，
故产生氢气的体积为：V（H₂）=0.015mol×22.4L/mol=0.336L，
答：原混合溶液与足量金属锌反应，产生标准状况下H₂的体积是0.336L．

点评 本题考查物质的量浓度的计算、化学反应的有关计算等，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和计算能力，题目难度中等，注意掌握物质的量浓度的概念及表达式，正确分析混合酸中氢离子的物质的量为解答本题的关键．