Question

今有硫酸和盐酸的混合物20克，往溶液中逐滴加入17.1%的氢氧化钡溶液时，生成硫酸钡的质量和总溶液的pH变化如图．求：
（1）最初混合液中硫酸的溶质质量分数是______．（计算结果精确到0.1%）
（2）pH等于7时，反应后溶液的溶质质量分数是______（计算结果精确到0.1%）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据硫酸与氢氧化钡的反应，由关系图中生成硫酸钡达最大值时消耗氢氧化钡溶液的质量可计算出混合溶液中硫酸的质量，即可求出混合溶液中硫酸的质量分数；
（2）pH=7时，即酸与氢氧化钡恰好完全反应，氢氧化钡一部分与硫酸反应一部分与盐酸反应，与硫酸反应生成了硫酸钡沉淀，因此，反应后所得溶液为氢氧化钡与盐酸反应生成的氯化钡溶液．根据与盐酸反应的氢氧化钡的质量可计算生成的氯化钡．
解答：解：（1）消耗20g氢氧化钡溶液时，参加反应硫酸的质量为x，生成硫酸钡的质量为y
H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O
98     171     233
x  20g×17.1%   y
98：171=x：（20g×17.1%） 解之得 x=1.96g
171：233=（20g×17.1%）：y 解之得 y=4.66g
最初混合液中硫酸的溶质质量分数=×100%=9.8%
故答案为：9.8%；
（2）由关系图可知，恰好完全反应时共消耗氢氧化钡溶液60g，其中20g与硫酸反应，则有40g氢氧化钡与盐酸发生反应；
设反应生成氯化钡的质量为z
Ba（OH）₂+2HCl=BaCl₂+2H₂O
171           208
40g×17.1%      z
171：208=（40g×17.1%）：z
z=8.32g
反应后溶液的溶质质量分数=×100%≈11.0%
故答案为：11.0%．
点评：根据质量守恒定律，反应后所得溶液质量=酸的混合溶液的质量+加入氢氧化钡溶液的质量-生成硫酸钡沉淀的质量．