酸碱中和的计算

酸碱中和的计算属于化学方程式的计算。

[例 1] 现有硫酸、盐酸的混合溶液 20 毫升，加入 0.05 摩/升 Ba(OH)2 溶液时，生成的 BaSO4 沉淀的质量以及溶液的 pH 值变化，与加入 Ba(OH)2 溶液的体积关系，如下图所示：

试通过计算回答下列各问：

1. A 点所表示的 BaSO4 的质量是多少克？

2. 原混合溶液的 H2SO4、HCl 的物质的量浓度各为多少？ (3)B 点时溶液的 pH

   值是多少？

[分析] 从图象分析得知，耗用 0.05 摩/升 Ba(OH)2 溶液 20 毫升时，BaSO4

沉淀完全，根据 Ba(OH)2 的物质的量，可以算出 A 点所表示的 BaSO4 的质量； 根据 Ba(OH)2 与 H2SO4 以相同的物质的量进行反应，可以算出原混合溶液中H2SO4 的物质的量浓度。从图象看出，耗用 0.05 摩/升 Ba(OH)2 溶液(60—20) 毫升时，20 毫升混合溶液中的 HCl 恰好被中和，由此可以算出盐酸的物质的量浓度。B 点时溶液的 pH 值，是指原 20 毫升混合溶液加入 20 毫升 Ba(OH)2 溶液时，溶液中氢离子浓度的负对数，B 点时溶液的氢离子浓度，可用盐酸的物质的量除以溶液的体积(40 毫升)求出。

[解] (1)设 A 点时所表示的 BaSO4 的质量是 x 克

H2SO4+Ba(OH)2 BaSO4↓+2H2O

1摩 = 233克

0.05摩 / 升×0.02升 x

x=0.233 克

1. 设原混合溶液中 H2SO4 的物质的量浓度为 y 摩/升，HCl 的物质的量浓度为 z 摩/升

H2SO4～Ba(OH)2

1摩 =

0.02升·y

1

0.05摩 / 升×0.02升

y=0.05 摩/升2HCl～Ba(OH)2

2摩 = 1摩

0.02升·z 0.05摩 / 升×0.04升

z=0.2 摩/升

1. B 点时溶液的氢离子浓度是：

[H + ] = 0.20摩 / 升×0.20升 = 0.10摩 / 升

0.20升 + 0.20升

B 点时溶液的 pH 值是：

Ph=-lg[H+]=-lg0.10=1

答：A 点表示的 BaSO4 质量是 0.233 克，原混合溶液中 H2SO4 的物质的量浓度是 0.05 摩/升，HCl 的物质的量浓度是 0.20 摩/升。

[例 2] 把 80 毫升氢氧化钠溶液加入到体积为 120 毫升、物质的量浓度

与氢氧化钠溶液相同的盐酸中，所得溶液的 pH 值为 2，计算盐酸和氢氧化钠溶液的物质的量浓度。

[分析] 氢氧化钠溶液与盐酸溶液混合，发生中和反应

NaOH+HCl NaCl+H2O

混合后溶液的 pH 值等于 2，氢离子浓度为 0.01 摩/升，说明盐酸过量，用过量的盐酸的物质的量，除以混合溶液的体积，等于混合溶液的氢离子浓度。依据这一关系就可求出盐酸和氢氧化钠溶液的物质的量浓度。

[解] 设盐酸和氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 x 摩/升

当 pH=2 时，[H+]=1×10-2 摩/升。80 毫升 NaOH 溶液跟 120 毫升相同物质的量浓度的盐酸混合，溶液的 pH 值等于 2，则有

120x − 80x = 0.01

120 + 80

x=0.05 摩/升

答：该盐酸和氢氧化钠溶液的物质的量浓度均为 0.05 摩/升。