Question

常温下，向20mL硫酸和盐酸混合溶液中加入0.05mol/L的Ba（OH）₂溶液时，生成BaSO₄沉淀量及溶液pH发生如图所示的变化．
（1）开始时混合溶液中硫酸和盐酸的物质的量浓度各是多少？
（2）在A点溶液的pH是多少？

Answer 1

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×0.05mol?L^-1
故x=0.02L×0.05mol?L^-1=0.001mol，
硫酸的物质的量浓度为=0.05mol?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×0.05mol?L^-1=0.003mol，故n（HCl）=0.003mol×2-0.001mol×2=0.004mol，
故原溶液中HCl的物质的量浓度==0.2mol/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，A点硫酸完全反应，氢离子的浓度为=0.1mol/L，则pH=-lg0.1=1，
答：A点溶液的pH为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⁺），继而计算HCl电离产生的氢离子物质的量，再根据c=计算硫酸、盐酸的物质的量浓度；
（2）A点时硫酸反应，而盐酸未反应，计算混合后氢离子的浓度，根据pH=-lgc（H⁺）．
点评：本题考查学生利用化学反应方程式的计算，明确图象中对应的化学反应是解答本题的关键，学生应学会图象的分析来解答．