Question

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

序号	氢氧化钡的体积/mL	盐酸的体积/mL	溶液的pH
①	22.00	0.00	8
②	22.00	18.00	7
③	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K_w=

 

；
（2）a=

 

b=

 

，原Ba（OH）₂稀溶液的物质的量浓度为

 

；
（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的稀溶液时，沉淀正好达最大值，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

 

，其中Na₂SO₄的物质的量浓度为

 

．

Answer 1

分析：（1）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则水的离子积常数增大，根据该温度下水的离子积常数与常温下水的离子积常数的相对大小判断温度；
（2）碱溶液中氢离子全部是水电离出的氢离子，根据溶液的pH计算溶液中氢离子浓度，从而确定a值，再根据水的离子积常数计算溶液中c（OH^-），从而得出b值，再根据c（OH^-） 和氢氧化钡的关系计算氢氧化钡溶液的浓度；
（3）根据硫酸根离子和氢氧化钡的关系式计算n（SO₄^2-）_总，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．

解答：解：（1）该温度下：K_W=c（H⁺）?c（OH^-）=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-12＞10^-14，水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则水的离子积常数增大，故T℃＞25℃，
故答案为：大于；10^-12；
（2）据第①组知，碱溶液中氢离子全部是水电离出的氢离子，所以得Ba（OH）₂溶液中c（H⁺）_水=1×10^-8 mol/L，所以a=8，
故c（OH^-）=

1×10-12

1×10-8

 mol/L=1×10^-4 mol/L=10^-b mol/L，则b=4，
c[Ba（OH）₂]=

1

2

×10^-4 mol/L=5×10^-5 mol/L，
故答案为：8；4；5×10^-5 mol/L；
（3）据题意知n（SO₄^2-）_总=n[Ba（OH）₂]=3 L×5×10^-5 mol/L=1.5×10^-4 mol
据恰好反应时知c（OH^-）_过=

3L×5×10-5mol/L×2-1×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（SO₄^2-）_总-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．

点评：本题考查了pH的简单计算，正确计算该温度下水的离子积常数是解本题关键，再结合混合溶液的酸碱性、原子守恒来分析解答，难度中等．