Question

【題目】某溫度時，水的離子積常數 Kw = 1×10-13，將此溫度下 pH = 11 的 Ba(OH)2溶液 a L 與 pH =1的 H2SO4 溶液 b L 混合(設混合溶液體積為兩者之和，固體體積忽略不計)。下列說法不正確的是

A. 若 a∶b = 9∶2，則所得溶液 pH 等于 2

B. 若 a∶b = 9∶2，該混合溶液最多能溶解鐵粉 0.28(a + b) g

C. 若所得混合溶液為中性，則 a∶b = 1∶1

D. 若所得混合溶液為中性，生成沉淀的物質的量為 0.05b mol

Answer 1

【答案】C

【解析】

A.若a:b=9:2，設Ba(OH)2溶液體積為9L，H2SO4溶液體積為2L。pH=11的Ba(OH)2溶液中，則n(OH-)=10-2mol/L×9L=0.09mol。pH =1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1mol/L，則n(H+)=0.1mol/L×2L=0.2mol，所以n(H+)> n(OH-)，中和反應中酸過量，混合后所得溶液顯酸性，混合溶液中H+濃度為，其所得溶液pH=2，A項正確；

B.由A項可知，若a:b=9:2所得混合溶液的pH=2，即混合溶液中H+濃度為0.01mol/L，混合溶液體積為(a+b)L，則混合溶液中H+物質的量為0.01mol/L×(a+b)L=0.01(a+b)mol。溶解鐵粉的反應式為Fe+2H+=Fe2++H2↑，所以溶解鐵粉的質量： ，B項正確；

C.pH=11的Ba(OH)2溶液中，則n(OH-)=10-2mol/L×aL=0.01amol。pH =1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1mol/L，則n(H+)=0.1mol/L×bL=0.1bmol，若使所得混合溶液為中性，則n(H+)= n(OH-)，即0.1bmol =0.01amol，a:b=10:1，C項錯誤；

D.若所得混合溶液為中性，則混合前硫酸中H+和Ba(OH)2中OH-物質的量相等，取為0.1bmol，混合前n(H2SO4)=n[Ba(OH)2]=0.05bmol，混合時H2SO4 +Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O，所以生成BaSO4沉淀的物質的量為0.05bmol，D項正確；答案選C。