Question

某温度时，水的离子积常数K_W=10^-13，将此温度下pH=11的Ba（OH）₂溶液a L和 pH=1的H₂SO₄溶液b L混合，设混合溶液体积为两者之和，所得固体忽略不计．
（1）若所得混合溶液为中性，计算a：b的值．
（2）若a：b=9：2，计算所得溶液的pH．
计算该混合溶液最多能够溶解铁粉的质量．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算,pH的简单计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：水的离子积常数K_W=10^-13，pH=11的Ba（OH）₂溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，
（1）若所得混合液为中性，酸碱恰好完全反应，据此列式计算出a：b的值；
（2）先根据（1）的计算结果判断酸过量，然后计算出混合液中氢离子浓度及溶液的pH；根据溶液中氢离子的物质的量及铁与氢离子反应关系式计算出消耗铁的质量．

解答： 解：某温度时，水的离子积常数K_W=10^-13，pH=11的Ba（OH）₂溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，
（1）若所得混合液为中性，酸碱恰好完全反应，则有：n（H⁺）=n（OH^-），即：0.01mol/L×aL=0.1mol/L×bL，a：b=0.1：0.01=10：1，
答：所得混合溶液为中性时a：b的值为10：1；
（2）若a：b=9：2，而a：b=10：1时二者恰好反应，说明酸过量，
若所得混合液的pH=2，酸过量，c（H⁺）=

0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL

aL+bL

，将a=

9

2

b带人可得，c（H⁺）=0.01mol/L，
铁与氢离子反应的关系式为：Fe～2H⁺，n（Fe）=

1

2

n（H⁺），所以该溶液最多溶解的铁的质量为：m（Fe）=56g/mol×

1

2

×0.01mol/L×（a+b）L=0.28（a+b）g，
答：a：b=9：2时所得溶液的pH为2；该混合溶液最多能够溶解铁粉的质量为0.28（a+b）g．

点评：本题考查酸碱混合后溶液pH的简单计算，题目难度中等，解答本题的关键是把握当K_w=10^-13时，溶液中c（OH^-）、c（H⁺）的计算．