Question

18．有一硫酸与硝酸的混合溶液，取出100mL加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g的沉淀；滤液与4.0mol•L^-1NaOH溶液反应，用去25mL碱液时恰好完全中和．
（1）求混合液的pH值
（2）混合液中H₂SO₄和HNO₃溶液的物质的量浓度分别是多少？

Answer 1

分析 （1）由（2）中混合液中H₂SO₄和HNO₃溶液的物质的量浓度，求得C（H⁺），并根据公式pH=-lgC（H⁺），求pH；
（2）硫酸与硝酸的混合溶液，取出100mL加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g的沉淀为硫酸钡，根据n=$\frac{m}{M}$计算硫酸钡的物质的量，再根据硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（BaSO₄），根据c=$\frac{n}{V}$计算硫酸的物质的量浓度；由于滤液中氢离子物质的量不变，与4.0mol•L^-1NaOH溶液反应，用去25mL碱液时恰好完全中和，酸与氢氧化钠恰好反应，H⁺与OH^-按物质的量之比1：1反应，故n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH），据此计算硝酸100mL溶液中硝酸的物质的量，进而计算100mL混合溶液中硝酸的物质的量浓度．

解答 解：（2）硫酸与硝酸的混合溶液，取出10mL加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g的沉淀为硫酸钡，根据硫酸根守恒故n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04mol，故原溶液中c（H₂SO₄）=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L；
∵滤液中氢离子物质的量不变，与4.0mol•L^-1NaOH溶液反应，用去25mL碱液时恰好完全中和，酸与氢氧化钠恰好反应，H⁺与OH^-按物质的量之比1：1反应，故n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH），即n（HNO₃）+2×0.04mol=0.025L×4mol/L，解得n（HNO₃）=0.02mol，故原溶液中c（HNO₃）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L
答：混合液中H₂SO₄和HNO₃溶液的物质的量浓度分别是0.4mol/L和0.2mol/L．
（1）C（H⁺）=c（HNO₃）+2c（H₂SO₄）=0.2mol/L+2×0.4mol/L=1mol/L
∴pH=-lgC（H⁺）=-lg1=0
答：求混合液的pH值为0．

点评 本题考查混合物的有关计算，难度中等，注意加入氯化钡反应后溶液中氢离子的物质的量不变，注意利用守恒法解答．