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的量和相對應的溶液的pH如圖所示，求解下列問題：
（1）最初混合溶液中H₂SO₄和鹽酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）當加入Ba（OH）₂體積為20mL時，溶液的pH為多少？
（寫出計算過程，結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）由圖可知，加入20mLBa（OH）₂溶液時，硫酸鋇沉淀達最大值，故根據(jù)方程式計算硫酸的物質(zhì)的量；由圖可知，PH=7時，消耗60mLBa（OH）₂溶液，由H⁺+OH^-═H₂O可知n（H⁺）=n（OH^-），據(jù)此計算原溶液中含有的n（H⁺），進而計算HCl電離產(chǎn)生的氫離子物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計算硫酸、鹽酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）加入Ba（OH）₂體積為20mL時，而鹽酸未反應，計算混合后氫離子的濃度，根據(jù)pH=-lgc（H⁺）．

解答：解：由圖可知，0～20mLBa（OH）₂溶液發(fā)生H₂SO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+H₂O，20mL～60mLBa（OH）₂溶液發(fā)生發(fā)生H⁺+OH^-═H₂O，
（1）由圖可知，加入20mLBa（OH）₂溶液時，硫酸鋇沉淀達最大值，設硫酸的物質(zhì)的量為x，則：
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，
硫酸的物質(zhì)的量濃度為

0.0005mol

0.02L

=0.025mol?L^-1，
由圖可知，PH=7時，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的物質(zhì)的量濃度=

0.002mol

0.02L

=0.1mol/L，
答：原混合液中硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.05mol?L^-1，鹽酸的物質(zhì)的量濃度為0.2mol?L^-1；
（2）由圖可知，加入Ba（OH）₂體積為20mL時，硫酸完全反應，氫離子的濃度為

0.1mol/L×0.02l

0.02L+0.02L

=0.05mol/L，則pH=-lg0.05=1.3，
答：A點溶液的pH為1.3．

點評：本題考查混合物的計算，明確圖象中對應的化學反應是解答本題的關鍵，注意利用反應方程式及離子方程式進行計算，難度中等．