在T℃下,某Ba(OH)2稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,向该溶液中逐滴加入pH=x的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示:序号氢氧化钡溶液的体积/mL盐酸的体积/mL溶液的pH①22.000.008②22.0018.007③22.0022.006(1)依据题意判断,T℃______25℃(填“大于”、“小于”或“等于”),该温度下水的离子积KW=______.(2)x=______,原Ba(OH)2稀溶液的物质的浓度为______.(3)该温度下,向1L硫酸与硫酸钠的混合溶液中加入3L该Ba(OH)2稀溶液时,沉淀正好达到最大值,从所得溶液中取出4mL并加水稀释至20mL,测得溶液的pH为7,则原硫酸与硫酸钠混合溶液的pH为______,Na2SO4的物质的量浓度为______.

问题描述:

在T℃下,某Ba(OH)2稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,向该溶液中逐滴加入pH=x的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示:

序号 氢氧化钡溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
22.00 0.00 8
22.00 18.00 7
22.00 22.00 6
(1)依据题意判断,T℃______25℃(填“大于”、“小于”或“等于”),该温度下水的离子积KW=______.
(2)x=______,原Ba(OH)2稀溶液的物质的浓度为______.
(3)该温度下,向1L硫酸与硫酸钠的混合溶液中加入3L该Ba(OH)2稀溶液时,沉淀正好达到最大值,从所得溶液中取出4mL并加水稀释至20mL,测得溶液的pH为7,则原硫酸与硫酸钠混合溶液的pH为______,Na2SO4的物质的量浓度为______.

(1)溶液中的离子积Kw=c(H+)×c(OH-)=10-a×10-b=10-(a+b),已知a+b=12,所以Kw=10-12
水的电离是吸热过程,升高温度,促进电离,Kw增大,而25℃时Kw=10-14,所以当Kw=10-12时温度大于25℃,
故答案为:大于;10-12
(2)根据实验①可知,当氢氧化钡溶液中没加盐酸时,溶液的pH=8,则溶液中c(OH-)=

1×10−12
1×10−8
=0.0001mol•L-1,所以c[Ba(OH)2]=
1
2
c(OH-)=5×10-5mol•L-1
根据实验③可知,当氢氧化钡和盐酸的体积相同时,溶液的PH=6,即盐酸与氢氧化钡恰好反应,所以c(H+)=c(OH-)=0.0001mol•L-1,则原来盐酸中溶液的pH=4,即x=4;
故答案为:4;5×10-5mol•L-1
(3)据题意知n(SO42-=n[Ba(OH)2]=3L×5×10-5 mol/L=1.5×10-4 mol,
据完全反应时,c(OH-=
5×10−5mol/L×2×3L−1×c(H+)
4L
×
4mL
20mL
=
10−12
10−7
mol/L=10-5 mol/L,
解得:c(H+)=1×10-4 mol/L,pH=4;
n(Na2SO4)=n(SO42--n(H2SO4)=1.5×10-4 mol-
1
2
×10-4 mol×1 L=1×10-4 mol,
所以:c(Na2SO4)=1×10-4 mol/L,
故答案为:4;1×10-4 mol/L.
答案解析:(1)溶液中的离子积Kw=c(H+)×c(OH-)=10-a×10-b=10-(a+b)=10-12;水的电离是吸热过程,升高温度,促进电离,Kw增大;
(2)根据实验①可知,氢氧化钡中c(OH-)=
1×10−12
1×10−8
=0.0001mol•L-1,则c[Ba(OH)2]=
1
2
c(OH-);再根据表中③的数据求出氢离子浓度;
(3)根据硫酸根离子和氢氧化钡的关系式计算n(SO42-,根据混合溶液的pH计算原来溶液中c(H+),从而得出其pH;
根据硫酸根离子守恒计算硫酸钠的物质的量浓度.
考试点:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算;物质的量浓度的相关计算;pH的简单计算.
知识点:本题考查了水溶液中的离子积常数应用、酸碱混合的定量判断和计算、pH的简单计算等,题目难度中等,注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的计算方法,试题侧重于对学生计算能力的考查.