题目内容

向20 mL HCl和H2SO4的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,生成沉淀的质量和溶液的pH与加入的Ba(OH)2溶液体积的关系如图5所示。试完成下列问题:

图5

(1)起始时,混合酸中硫酸的物质的量浓度为______________ mol·L-1。

(2)起始时,混合酸中盐酸的物质的量浓度为______________ mol·L-1。

(3)B点表示的沉淀的质量为______________g。

(4)A点表示溶液中的[H+]为______________ mol·L-1,pH为______________。

(5)C点的pH为______________(pH可直接用对数表示)。

(1)0.1

(2)0.4

(3)0.466

(4)0.2  07

(5)1.18或-lg


解析:

Ba2++====BaSO4↓

H+  +  OH-====H2O

1       1       1

n()=n〔Ba(OH)2〕=0.02 L×0.1 mol·L-1=2×10-3 mol

c(H2SO4)=n(H2SO4)/V(aq)=2×10-3 mol/002 L=0.1 mol·L-1

n(H+)=2×0.06 L×0.1 mol·L-1=0.012 mol

n(HCl)=n(H+)-2n(H2SO4)=0.012 mol-2×0.002 mol=0.008 mol

c(HCl)=n(HCl)/V(aq)=0.008 mol/0.02 L=0.4 mol·L-1

n(BaSO4)=n()=0.002 mol

m(BaSO4)=n(BaSO4)·M(BaSO4)=0.002 mol×233 g·mol-1=0.466 g

(4)在A点时,Ba(OH)2恰好与H2SO4完全反应,这时溶液中剩余的H+全部是HCl的,n(H+)=n(HCl)=0.008 mol,所以,c(H+)=n(H+)/V(总)=0.008 mol/0.04 L=0.2 mol·L-1,pH=-lg 0.2=0.7。

(5)C点时的混合液是在A点的基础上又滴入20 mL Ba(OH)2溶液,这时Ba(OH)2只与HCl反应,剩余的H+是n(H+)=0.008 mol-2n〔Ba(OH)2〕=0.008 mol-2×0.1 mol·L-1×0.02 L=0.004 mol,c(H+)=0.004 mol/0.06 L=1/15 mol·L-1。pH=-lg。

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