Question

酸性废水会对环境造成危害．某酸性废水中主要含有H⁺、Na⁺、K⁺、Cl^-、SO₄^2-五种离子，已知：c（Na⁺）=0.010mol/L、c（K⁺）=0.020mol/L、c（Cl^-）=0.025mol/L、c（SO₄^2-）=0.050mol/L．
（1）试计算上述废水中c（H⁺）=

 

（不考虑其他离子）．
（2）取上述废水a L，加入氢氧化钙溶液，当溶液的pH=7时，生成硫酸钙的质量为

 

（用含a的代数式表示）．

Answer 1

考点：物质的量浓度的相关计算,化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）根据电荷守恒，溶液中一定满足：c（K⁺）+c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+2c（SO₄^2-），据此进行计算．
（2）计算出aL溶液中含有氢离子的物质的量、硫酸根离子的物质的量，再根据酸碱中和反应计算出消耗氢氧化钙的物质的量，然后判断钙离子与硫酸根离子过量情况，根据不足量计算出生成硫酸钙的物质的量及质量．

解答： 解：（1）该溶液中一定遵循电荷守恒，c（K⁺）+c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+2c（SO₄^2-），
则c（H⁺）=c（Cl^-）+2c（SO₄^2-）-c（K⁺）-c（Na⁺）=0.025mol/L+0.050mol/L×2-0.010mol/L-0.020mol/L=0.095mol/L，
故答案为：0.095mol/L；
（2）aL废水中含有氢离子的物质的量为：n（H⁺）=0.095mol/L×aL=0.095a mol，含有硫酸根离子的物质的量为：n（SO₄^2-）=0.050mol/L×aL=0.05a mol；当溶液的pH=7时，根据反应关系式Ca（OH）₂～2H⁺可知：加入的氢氧化钙的物质的量为：

1

2

×n（H⁺）=0.0475a mol，显然硫酸根离子过量，生成硫酸钙的物质的量按照氢氧化钙的计算，n（CaSO₄）=n（Ca（OH）₂）=0.0475a mol，
生成的硫酸钙的质量为：136g/mol×0.0475a mol=6.46ag，
故答案为：6.46ag．

点评：本题考查了物质的量浓度的计算、有关化学方程式的计算，题目难度中等，注意掌握物质的量浓度的概念及计算方法，明确溶液中电荷守恒含义及应用方法；（2）为难点和易错点，注意先判断过量情况，然后根据不足量计算出生成硫酸钙的质量．