混合0.1mol/L盐酸和0.05mol/L氢氧化钡溶液配置成200mlPH=11的溶液+所需盐酸体

Question

如题所述

Answer 1

首先，需要计算出混合后溶液中氢氧根离子和氢离子的浓度，以确定所需的盐酸体积。
根据化学反应：
HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O
可以知道，每个 Ba(OH)2 分子反应需要 2 个 HCl 分子，因此，混合前盐酸和氢氧化钡的物质的量应该是 1:2 的比例。
设混合前盐酸的体积为 V1，混合前氢氧化钡的体积为 V2，则有：
V2 = 2V1
根据酸碱中和的公式，可以得到：
n(HCl) × c(HCl) = n(OH-) × c(OH-)
其中，n 表示物质的量，c 表示浓度。因为 Ba(OH)2 是强碱，可以假设混合后溶液中 OH- 的浓度为 0.05 mol/L，因此：
n(OH-) = c(OH-) × V = 0.05 mol/L × 0.2 L = 0.01 mol
由于 HCl 和 Ba(OH)2 的摩尔比例为 1:2，因此：
n(HCl) = 2 × n(OH-) = 0.02 mol
混合前盐酸的物质的量为：
n(HCl) = c(HCl) × V1
因此：
V1 = n(HCl) / c(HCl) = 0.02 mol / 0.1 mol/L = 0.2 L
混合前盐酸的体积为 0.2 L，混合前氢氧化钡的体积为 2 × 0.2 L = 0.4 L。
接下来，需要计算加入多少盐酸才能将 pH 从 11 调整到 1。
pH 的定义为：
pH = -log[H+]
其中，[H+] 表示氢离子的浓度。在 pH 11 的溶液中，[H+] 的浓度为：
[H+] = 10^(-11) mol/L
在 pH 1 的溶液中，[H+] 的浓度为：
[H+] = 10^(-1) mol/L
因此，加入的盐酸体积可以通过计算两个溶液中氢离子浓度的比值来确定：
V(HCl) = V2 × [OH-] / ([H+] - [OH-])
其中，[OH-] 表示混合前氢氧根离子的浓度，可以根据混合前氢氧化钡的浓度计算得出：
[OH-] = c(Ba(OH)2) × V2 = 0.05 mol/L × 0.4 L = 0.02 mol
代入计算得到：
V(HCl) = 0.4 L × 0.02 mol/L / (10^(-1) mol/L - 0.02 mol/L) = 0.32 L
因此，需要加入 0.32 L 的盐酸才能将 pH 从 11 调整到 1。