Question

某温度时，水的离子积常数Kw=10^-13，将该温度下pH=11的Ba（OH）₂溶液a L与pH=1的H₂SO₄溶液b L混合（设混合溶液体积为两者之和，固体体积忽略不计）
（1）若所得混合溶液为中性，则a：b=

 

，生成沉淀的物质的量为

 

（2）若a：b=9：2，则所得溶液pH=

 

，该混合溶液最多能够溶解铁粉

 

g （最终结果用a、b的表达式来表示）

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：水的离子积常数K_W=10^-13，pH=11的Ba（OH）₂溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，
（1）若所得混合液为中性，酸碱恰好完全反应，据此列式计算出a：b的值；依据硫酸根离子或钡离子物质的量计算生成沉淀硫酸钡物质的量；
（2）先根据（1）的计算结果判断酸过量，然后计算出混合液中氢离子浓度及溶液的pH；根据溶液中氢离子的物质的量及铁与氢离子反应关系式计算出消耗铁的质量．

解答： 解：某温度时，水的离子积常数K_W=10^-13，pH=11的Ba（OH）₂溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，
（1）若所得混合液为中性，酸碱恰好完全反应，则有：n（H⁺）=n（OH^-），即：0.01mol/L×aL=0.1mol/L×bL，a：b=0.1：0.01=10：1，Ba²⁺+SO4^2-=BaSO₄↓，用硫酸根计算沉淀物质的量=

0.1mol/L

2

×bL=0.05bmol；或用钡离子计算沉淀物质的量=

0.01mol/L

2

×aL=0.005amol；
故答案为：10：1；0.05bmol或0.005amol；
（2）若a：b=9：2，而a：b=10：1时二者恰好反应，说明酸过量，
若所得混合液的pH=2，酸过量，c（H⁺）=

0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL

aL+bL

，将a=

9

2

b带人可得，c（H⁺）=0.01mol/L，溶液pH=2；
铁与氢离子反应的关系式为：Fe～2H⁺，n（Fe）=

1

2

n（H⁺），所以该溶液最多溶解的铁的质量为：m（Fe）=56g/mol×

1

2

0.01mol/L×（a+b）L=0.28（a+b）g，a：b=9：2时所得溶液的pH为2；该混合溶液最多能够溶解铁粉的质量为0.28（a+b）g，
故答案为：2；0.28（a+b）g．

点评：本题考查酸碱混合后溶液pH的简单计算，题目难度中等，解答本题的关键是把握当K_w=10^-13时，溶液中c（OH^-）、c（H⁺）的计算．