Question

13．（1）60mL0.5mol•L^-1NaOH溶液和40mL0.4mol•L^-1硫酸相混合后，溶液的pH约为多少？
（2）稀硫酸和稀盐酸的混合物50mL，加入氢氧化钡粉末2.1375g，充分反应后过滤，得干燥沉淀1.165g，所得溶液pH为13．原混合溶液中SO₄^2-和Cl^-的物质的量浓度分别是多少？

Answer 1

分析 （1）NaOH溶液中c（OH^-）=0.5mol/L×0.06L=0.03mol，硫酸中c（H⁺）=0.4mol/L×0.04L×2=0.032mol＞0.03mol，所以混合溶液呈酸性，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{0.032mol-0.03mol}{（0.06+0.04）L}$=0.2mol/L，pH=-lgc（H⁺）；
（2）n[Ba（OH）₂]=$\frac{2.1375g}{171g/mol}$=0.0125mol，n（BaSO₄）=$\frac{1.165g}{233g/mol}$=0.005mol，根据S原子守恒得n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.005mol，硫酸中n（H⁺）=2n（H₂SO₄）=2×0.005mol=0.01mol，
反应后溶液中pH=13，则溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，设盐酸中n（H⁺）为xmol，则$\frac{0.0125mol×2-0.01mol-xmol}{0.05L}$=0.1mol/L，x=0.01，
根据Cl、H原子守恒得n（Cl-）=n（HCl）=n（H⁺） _（盐酸）=0.01mol，再根据c=$\frac{n}{V}$计算氯离子、硫酸根离子浓度．

解答 解：（1）NaOH溶液中c（OH^-）=0.5mol/L×0.06L=0.03mol，硫酸中c（H⁺）=0.4mol/L×0.04L×2=0.032mol＞0.03mol，所以混合溶液呈酸性，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{0.032mol-0.03mol}{（0.06+0.04）L}$=0.2mol/L，pH=-lgc（H⁺）=-lg0.2=0.7，
答：混合溶液的pH=0.7；
（2）n[Ba（OH）₂]=$\frac{2.1375g}{171g/mol}$=0.0125mol，n（BaSO₄）=$\frac{1.165g}{233g/mol}$=0.005mol，根据S原子守恒得n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.005mol，硫酸中n（H⁺）=2n（H₂SO₄）=2×0.005mol=0.01mol，
反应后溶液中pH=13，则溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，设盐酸中n（H⁺）为xmol，则$\frac{0.0125mol×2-0.01mol-xmol}{0.05L}$=0.1mol/L，x=0.01，
根据Cl、H原子守恒得n（Cl^-）=n（HCl）=n（H⁺） _（盐酸）=0.01mol，
c（SO₄^2- ）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.005mol}{0.05L}$=0.1mol/L，c（Cl^-）=$\frac{0.01mol}{0.05L}$=0.2mol/L，
答：硫酸根离子、氯离子物质的量浓度分别是0.1mol/L、0.2mol/L．

点评 本题考查pH有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，正确判断物质之间的反应及溶液中存在的离子是解本题关键，注意（2）题盐酸、硫酸都和氢氧化钡反应，正确运用原子守恒，题目难度不大．