在t℃时，稀硫酸和盐酸混合液中，c（H+）=10-amol•L-1，c（OH-）=10-bmol•L-1，已知a+b=12．向20mL该混合酸溶液中逐滴加入pH=11Ba（OH）2溶液，生成BaSO4的量如图所示，当加入60mLBa（OH）2溶液时，

Question

在t℃时，稀硫酸和盐酸混合液中，c（H⁺）=10^-a mol•L^-1，c（OH^-）=10^-b mol•L^-1，已知a+b=12．向20mL该混合酸溶液中逐滴加入pH=11Ba（OH）₂溶液，生成BaSO₄的量如图所示，当加入60mL Ba（OH）₂溶液时，C点溶液的pH=6（体积变化忽略不计），试计算：

（1）最初混合酸溶液中c（H₂SO₄）=______，c（HCl）=______；
（2）A点pH=______；
（3）B点比最初混合酸的pH增加多少（写出计算过程）？（lg3=0.48）

Answer 1

（1）该温度下，K_w=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-12，pH=11的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=(10−12)/(10−11)mol/L=0.1mol/L，c（Ba²⁺）=(1)/(2)c（OH^-）=0.05mol/L，
加入20mLBa（OH）₂溶液时，沉淀量达最大，钡离子与硫酸根离子恰好反应，该阶段消耗的n（Ba²⁺）=0.02L×0.05mol/L=0.001mol，由离子守恒可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.001mol，
故原溶液中c（H₂SO₄）=(0.001mol)/(0.02mol)=0.05mol/L；
加入60mLBa（OH）₂溶液时，溶液的pH=6，呈中性，氢离子与氢氧根离子恰好反应，故混合溶液中n（H⁺）=n（OH^-）=0.06L×0.1mol/L=0.006mol，溶液中n（HCl）=0.006mol-2×0.001mol=0.004mol，
故原混合溶液中c（HCl）=(0.004mol)/(0.02L)=0.2mol/L，
故答案为：0.05mol/L；0.2mol/L；
（2）A点沉淀量达最大，硫酸与氢氧化钡恰好反应，溶液中的HCl没有反应，溶液总体积为40mL，此时溶液中H⁺浓度为(0.004mol)/(0.04L)=0.1mol/L，故pH=-lg0.1=1，
故答案为：1；
（3）B点加入的氢氧化钡溶液中氢氧根离子物质的量为0.04L×0.1mol/L=0.004mol，故参加反应的氢离子为=0.004mol，溶液中剩余氢离子为0.006mol-0.004=0.002，氢离子浓度为(0.002mol)/(0.06L)=(1)/(30)mol/L，此时溶液pH=-lg(1)/(30)=1.48，原混合溶液中氢离子浓度为(0.006mol)/(0.02L)=0.3mol/L，pH=-lg0.3=0.52，故B点比最初混合酸的pH增加1.48-0.52=0.96，
答：B点比最初混合酸的pH增加0.96．