Question

有H₂SO₄和HCl的混合溶液20mL，在溶液中加入0.025mol?L^-1的Ba（OH）₂溶液，生成的BaSO₄的量和相对应的溶液的pH如图所示，求解下列问题：
（1）最初混合溶液中H₂SO₄和盐酸的物质的量浓度；
（2）当加入Ba（OH）₂体积为20mL时，溶液的pH为多少？
（写出计算过程，结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析：（1）由图可知，加入20mLBa（OH）₂溶液时，硫酸钡沉淀达最大值，故根据方程式计算硫酸的物质的量；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HCl电离产生的氢离子物质的量，再根据c=

n

V

计算硫酸、盐酸的物质的量浓度；
（2）加入Ba（OH）₂体积为20mL时，而盐酸未反应，计算混合后氢离子的浓度，根据pH=-lgc（H⁺）．

解答：解：由图可知，0～20mLBa（OH）₂溶液发生H₂SO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+H₂O，20mL～60mLBa（OH）₂溶液发生发生H⁺+OH^-═H₂O，
（1）由图可知，加入20mLBa（OH）₂溶液时，硫酸钡沉淀达最大值，设硫酸的物质的量为x，则：
H₂SO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+H₂O
 1        1
 x        0.02L×0.025mol?L^-1
故x=0.02L×0.025mol?L^-1=0.0005mol，
硫酸的物质的量浓度为

0.0005mol

0.02L

=0.025mol?L^-1，
由图可知，PH=7时，消耗60mLBa（OH）₂溶液，由H⁺+OH^-═H₂O可知原溶液中含有的n（H⁺）=n（OH^-）=0.06L×0.025mol?L^-1=0.0015mol，故n（HCl）=0.0015mol×2-0.0005mol×2=0.002mol，
故原溶液中HCl的物质的量浓度=

0.002mol

0.02L

=0.1mol/L，
答：原混合液中硫酸的物质的量浓度为0.05mol?L^-1，盐酸的物质的量浓度为0.2mol?L^-1；
（2）由图可知，加入Ba（OH）₂体积为20mL时，硫酸完全反应，氢离子的浓度为

0.1mol/L×0.02l

0.02L+0.02L

=0.05mol/L，则pH=-lg0.05=1.3，
答：A点溶液的pH为1.3．

点评：本题考查混合物的计算，明确图象中对应的化学反应是解答本题的关键，注意利用反应方程式及离子方程式进行计算，难度中等．