Question

7．在10mL稀硫酸和稀鹽酸的混合溶液中加入3.42g氫氧化鋇固體，充分反應后（若溶液體積不變），過濾、干燥得沉淀2.33g，經(jīng)測定濾液c（OH^-）=0.1mol/L．試求：
（1）原混合溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少？
（2）原混合溶液中鹽酸的物質(zhì)的量濃度是多少？
（3）原混合溶液與足量金屬鋅反應，產(chǎn)生標準狀況下H₂的體積是多少？

Answer 1

分析 根據(jù)充分反應后過濾，得沉淀2.33g為硫酸鋇的質(zhì)量，氫氧根有剩余，酸完全反應，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算硫酸鋇的物質(zhì)的量，利用H₂SO₄～BaSO₄來計算硫酸的量；利用n（H⁺）=n_消耗（OH^-）=2n[Ba（OH）₂]-n_剩余（OH^-）計算原混酸溶液中氫離子物質(zhì)的量，（HCl）=n（H⁺）-2n（H₂SO₄），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算硫酸、HCl的物質(zhì)的量濃度，進而計算與足量金屬鋅反應，產(chǎn)生標準狀況下H₂的體積，以此解答該題．

解答 解：（1）沉淀2.33g為硫酸鋇的質(zhì)量，則：n（SO₄^2-）=n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
原混合液中硫酸的物質(zhì)的量濃度為：c（H₂SO₄）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，
答：原混合溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度是1mol/L；
（2）反應后的溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，則Ba（OH）₂的物質(zhì)的量為：$\frac{3.42g}{171g/mol}$=0.02mol，
則鹽酸和硫酸中總的氫離子的物質(zhì)的量為：n（H⁺）=0.02mol×2-0.01mol=0.03mol，
所以氯化氫的物質(zhì)的量為：n（HCl）=0.03mol-2n（H₂SO₄）=0.03mol-2×0.01mol=0.01mol，
所以原混合液中HCl的濃度為：$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，
答：原混合溶液中鹽酸的物質(zhì)的量濃度是1mol/L；
（3）氫離子的總物質(zhì)的量為：n（H⁺）=0.1mol/L×2×0.1L+0.1mol/L×0.1L=0.03mol，
 所以最多產(chǎn)生H₂的物質(zhì)的量為：n（H₂）=$\frac{0.03mol}{2}$=0.015mol，
故產(chǎn)生氫氣的體積為：V（H₂）=0.015mol×22.4L/mol=0.336L，
答：原混合溶液與足量金屬鋅反應，產(chǎn)生標準狀況下H₂的體積是0.336L．

點評 本題考查物質(zhì)的量濃度的計算、化學反應的有關計算等，為高頻考點，側(cè)重考查學生的分析能力和計算能力，題目難度中等，注意掌握物質(zhì)的量濃度的概念及表達式，正確分析混合酸中氫離子的物質(zhì)的量為解答本題的關鍵．