Question

3．室温下，将200mL盐酸和硫酸的混合溶液分成两等分．一份加入过量BaCl₂溶液，充分反应后得沉淀2.33g；另一份加入100mL1.0mol•L^-1NaOH溶液，充分反应后溶液中H⁺浓度为0.1mol•L^-1（溶液的体积为200mL）．试计算：
（1）每份溶液中所含H₂SO₄的物质的量0.01mol．
（2）原混合溶液中盐酸的物质的量浓度为1mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）一份向混合溶液中加入过量BaCl₂溶液，发生反应SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄ ↓，充分反应后得沉淀2.33g为BaSO₄的质量，利用硫酸根守恒计算计算硫酸的物质的量；
（2）另一份混合溶液中加入100mL 1.0 mol•L^-1NaOH溶液，发生的反应是H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄ +2H₂O，HCl+NaOH=NaCl+H₂O，根据硫酸的物质的量计算消耗NaOH的物质的量，再根据H原子守恒计算盐酸浓度．

解答 （1）n（BaSO₄ ）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，根据硫酸根离子守恒得n（H₂SO₄）=n（BaSO₄ ）=0.01mol，故答案为：0.01；
（2）另一份混合溶液中加入100mL 1.0 mol•L^-1NaOH溶液，发生的反应是H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄ +2H₂O，HCl+NaOH=NaCl+H₂O，根据方程式知，硫酸消耗的n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×0.01mol=0.02mol，混合溶液中H⁺浓度为0.1mol•L^-1、溶液的体积为200mL，则剩余n（HCl）=0.1mol/L×0.2L=0.02mol，则与NaOH溶液反应的n（HCl）=n（NaOH）（余下）=1.0mol/L×0.1L-0.02mol=0.08mol，则总的n（HCl）=0.02mol+0.08mol=0.1mol，其浓度=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，故答案为：1．

点评 本题考查物质的量浓度有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析、计算能力，明确发生的反应及各个物理量之间的关系式是解本题关键，注意每一份溶液体积是100mL而不是200mL，为易错点．