Question

11．室温下，某同学为测量硫酸和盐酸混合溶液中溶质的浓度进行如下实验：取混合酸20mL放入锥形瓶中，逐滴滴人0.05mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液，实验记录如下：（1g3=0.5）
根据实验记录回答下列问题：
（1）a=0.233g，b=0.5
（2）加入0～20mLBa（OH）₂溶液阶段中发生反应的离子方程式H⁺+OH^-=H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
（3）原混合溶液中H₂SO₄的物质量的量的浓度为0.05mol•L^-1，HCl的物质的量的浓度为0.2mol•L^-1
（4）加入20mL氢氧化钡溶液时，溶液的pH=1．

Answer 1

分析 （1）根据图象可知，当加入20mLBa（OH）₂溶液时，沉淀的量达到最大值为ag，求出Ba（OH）₂的物质的量，然后根据1molBa（OH）₂～1molBaSO₄来分析计算BaSO₄的物质的量和质量；
根据当个加入60mLBa（OH）₂溶液时，溶液的pH=7，即溶液显中性，可知此时酸溶液中的n（H⁺）等于60mLBa（OH）₂溶液中的n（OH^-），据此计算c（H⁺）和pH；
（2）加入0～20mLBa（OH）₂溶液时，酸溶液中的氢离子和氢氧根发生中和反应生成水，Ba²⁺和SO₄^2-反应生成BaSO₄沉淀，据此书写离子方程式；
（3）当加入20mL氢氧化钡溶液时，溶液显酸性，根据c（H⁺）=$\frac{n（{H}^{+}）-n（O{H}^{-}）}{{V}_{混}}$来计算．

解答 解：（1）根据图象可知，当加入20mLBa（OH）₂溶液时，沉淀的量达到最大值为ag，此时消耗的Ba（OH）₂的物质的量n=CV=0.05mol/L×0.02L=0.001mol，而1molBa（OH）₂～1molBaSO₄，故可知生成的BaSO₄的物质的量n（BaSO₄）=n（Ba（OH）₂）=0.001mol，则质量m=nM=0.001mol×233g/mol=0.233g；
根据当个加入60mLBa（OH）₂溶液时，溶液的pH=7，即溶液显中性，可知此时酸溶液中的n（H⁺）等于60mLBa（OH）₂溶液中的n（OH^-），即酸溶液中的n（H⁺）=0.05mol/L×0.06L×2=0.006mol，则酸溶液中的c（H⁺）=$\frac{0.006mol}{0.02L}$=0.3mol/L，则pH=-lg0.3=0.5；
故答案为：0.233g；0.5；
（2）加入0～20mLBa（OH）₂溶液时，酸溶液中的氢离子和氢氧根发生中和反应生成水：H⁺+OH^-=H₂O，Ba²⁺和SO₄^2-反应生成BaSO₄沉淀：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，故答案为：H⁺+OH^-=H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）当加入20mLBa（OH）₂溶液时，沉淀的量达到最大值，即Ba²⁺将SO₄^2-沉淀完全，故可知：溶液中的n（H₂SO₄）=n（Ba（OH）₂）=0.001mol，则硫酸的物质的量浓度c=$\frac{0.001mol}{0.02L}$=0.05mol/L；故硫酸提供的c（H⁺）=0.1mol/L，而酸溶液中的氢离子总浓度为0.3mol/L，故由盐酸电离出的氢离子浓度为0.2mol/L，故c（HCl）=0.2mol/L．
故答案为：0.05mol/L；0.2mol/L；
（4）当加入20mL氢氧化钡溶液时，溶液显酸性，故混合后溶液中的c（H⁺）=$\frac{n（{H}^{+}）-n（O{H}^{-}）}{{V}_{混}}$=$\frac{0.006mol-0.1mol/L×0.02L}{0.04L}$=0.1mol/L，则pH=-lg0.1=1．
故答案为：1．

点评 本题考查了酸碱混合后溶液的pH的有关计算和沉淀量的计算，难度较大，综合性较强，应注意的是混合后溶液显什么性就先求什么离子的浓度．