Question

15．室温时，盐酸和硫酸的混合溶液20mL，向混合物中逐滴加入0.05mol•L^-1Ba（OH）₂溶液时，生成的BaSO₄和pH的变化如图所示（不考虑溶液混合时体积的变化）．下列说法正确的是（　　）

• A． 图中A点对应溶液的pH：a=1
• B． 生成沉淀的最大质量m=2.33g
• C． 原混合液中c（HCl）=0.1mol•L^-1
• D． 当V[Ba（OH）₂（aq）]=30mL时，有关离子浓度大小：c（Cl^-）＞c（Ba²⁺）＞c（H⁺）

Answer 1

分析 由图可知，加入20mLBa（OH）₂溶液时，硫酸钡沉淀达最大值，故0～20mL只有硫酸与氢氧化钡反应，而盐酸未反应，根据方程式计算硫酸、硫酸钡的物质的量，根据m=nM计算硫酸钡的质量；
由图可知，pH=7时，消耗60mLBa（OH）₂溶液，由H⁺+OH^-═H₂O可知n（H⁺）=n（OH^-），据此计算原溶液中含有的n（H⁺），进而计算原溶液中n（HCl），再根据c=$\frac{n}{V}$计算原溶液中盐酸的物质的量浓度，图中A点盐酸未反应，计算混合后氢离子的浓度，根据pH=-lgc（H⁺）计算．

解答 解：由图可知，加入20mLBa（OH）₂溶液时，硫酸钡沉淀达最大值，只有硫酸与氢氧化钡反应，而盐酸未反应，此时加入氢氧化钡的物质的量=0.02L×0.05mol•L^-1=0.001mol，则：
   H₂SO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+H₂O
   1        1       1
 0.001mol 0.001mol  0.001mol
由图可知，pH=7时，消耗60mLBa（OH）₂溶液，此时加入氢氧化钡的物质的量=0.06L×0.05mol•L^-1=0.003mol，由H⁺+OH^-═H₂O可知原溶液中含有的n（H⁺）=n（OH^-）=0.003mol×2=0.006mol，故n（HCl）=0.006mol-0.001mol×2=0.004mol，
A．硫酸与Ba（OH）₂发生反应：H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O，当沉淀完全时，n（H₂SO₄）=n（Ba（OH）₂）=0.05mol•L^-1×0.02L=1.0×10^-3mol，由于溶液显中性时消耗Ba（OH）₂的体积是60ml，所以HCl的物质的量是n（HCl）=2 n（Ba（OH）₂）=2×0.05mol•L^-1×0.04L=4.0×10^-3mol，所以在a点时溶液的c（H⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-3}mol}{0.04L}$=0.1mol/L，所以pH=1，故A正确；
B．生成沉淀的最大质量m（BaSO₄）=1.0×10^-3mol×233g/mol=0.233g，故B错误；
C．原混合液中c（HCl）=$\frac{n（HCl）}{V}$=$\frac{4.0×1{0}^{-3}mol}{0.02L}$=0.2mol•L^-1，故C错误；
D．当V[Ba（OH）₂（aq）]=30mL时，n（Cl^-）=4.0×10^-3mol，n（Ba²⁺）=0.05mol•L^-1×0.01L=1.0×10^-4 mol；n（H⁺）=4.0×10^-3mol-2×0.05mol•L^-1×0.01L=3.0×10^-3mol．在同一溶液中，微粒的物质的量越大，则其物质的量浓度就越大，所以有关离子浓度大小：c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（Ba²⁺），故D错误；
故选A．

点评 本题考查酸的混合溶液与碱反应时溶液的体积与溶液的酸碱性、微粒浓度的大小及沉淀的关系的知识，掌握基础是关键，题目难度中等．