Question

12．已知在某温度T℃时，某稀硫酸和盐酸混合液中，c（H⁺）=10^-amol•L^-1，c（OH^-）=10^-bmol•L^-1，已知a+b=12．向20mL该混合酸溶液中逐滴加入pH=11Ba（OH）₂溶液，生成BaSO₄的质量与加入的Ba（OH）₂溶液体积关系如图所示，当加入60mL Ba（OH）₂溶液时，C点溶液的pH=6（体积变化忽略不计），试计算：
（1）最初混合酸溶液中c（HCl）=0.2mol/L；
（2）图中A点BaSO₄就已被完全沉淀，质量为0.233克；
（3）B点pH=1.48（第（3）步要求写出计算过程）（已知lg3=0.48）．

Answer 1

分析 （1）该温度下，K_w=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-12，pH=11的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，c（Ba²⁺）=$\frac{1}{2}$c（OH^-）=0.05mol/L，加入20mLBa（OH）₂溶液时，沉淀量达最大，钡离子与硫酸根离子恰好反应，根据n=cV计算该阶段消耗的n（Ba²⁺），由离子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）．
加入60mLBa（OH）₂溶液时，溶液的pH=6，呈中性，氢离子与氢氧根离子恰好反应，据此计算混合溶液中n（H⁺），溶液中n（HCl）=n（H⁺）-2n（H₂SO₄），再根据c=$\frac{n}{V}$计算原混合溶液中c（HCl）；
（2）A点沉淀量达最大，硫酸与氢氧化钡恰好反应，由离子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）；
（3）根据消耗的氢氧化钡计算B点参加反应的氢离子物质的量，进而计算溶液中氢离子浓度，根据pH=-lgc（H⁺）计算B点pH值．

解答 解：：（1）该温度下，K_w=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-12，pH=11的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，c（Ba²⁺）=$\frac{1}{2}$c（OH^-）=0.05mol/L，
加入20mLBa（OH）₂溶液时，沉淀量达最大，钡离子与硫酸根离子恰好反应，该阶段消耗的n（Ba²⁺）=0.02L×0.05mol/L=0.001mol，由离子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.001mol，加入60mLBa（OH）₂溶液时，溶液的pH=6，呈中性，氢离子与氢氧根离子恰好反应，故混合溶液中n（H⁺）=n（OH^-）=0.06L×0.1mol/L=0.006mol，溶液中n（HCl）=0.006mol-2×0.001mol=0.004mol，
故原混合溶液中c（HCl）=$\frac{0.004mol}{0.02L}$=0.2mol/L，
故答案为：0.2mol/L；
（2）A点沉淀量达最大，硫酸与氢氧化钡恰好反应，由离子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.001mol，质量为0.233g；
故答案为：A；0.233；
（3）B点加入的氢氧化钡溶液中氢氧根离子物质的量为0.04L×0.1mol/L=0.004mol，故参加反应的氢离子为=0.004mol，溶液中剩余氢离子为0.006mol-0.004=0.002，氢离子浓度为$\frac{0.002mol}{0.06L}$=$\frac{1}{30}$mol/L，此时溶液pH=-lg$\frac{1}{30}$=1.48，故答案为：1.48．

点评 本题考查混合溶液pH值的有关计算，关键是计算该温度下水的离子积，确定氢氧化钡的溶液中氢氧根离子的浓度，确定C点为中性，难度中等．