Trộn 3 dung dịch H2SO4 0,1 M, HNO3 0,2 M và HCl 0,3 M với thể tích bằng nhau

Giải SBT Hóa học 11 Bài 2: Cân bằng trong dung dịch nước

Bài 2.18 trang 13 SBT Hóa học 11: Trộn 3 dung dịch H₂SO₄ 0,1 M, HNO₃ 0,2 M và HCl 0,3 M với thể tích bằng nhau thu được dung dịch (A). Lấy 300 mL dung dịch (A) cho tác dụng với một dung dịch (B) gồm NaOH 0,20 M và KOH 0,29 M. Tính thể tích dung dịch (B) cần dùng để sau khi tác dụng với 300 mL dung dịch (A) thu được dung dịch có pH = 2.

Lời giải:

Bảo toàn nguyên tố H, ta có:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{HNO}}_3}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{HCl}}=(2\times 0,1+0,2+0,3)\times 0,3=0,21\left(\mathrm{mol}\right)$

Gọi V là thể tích dung dịch B, ta có:

$${\mathrm{n}}_{\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}}=(0,2+0,29)\times \mathrm{V}=0,49\mathrm{V}(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l})$$

Dung dịch sau phản ứng có$$\mathrm{p}\mathrm{H}=2\Rightarrow -\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{g}[{\mathrm{H}}^{+}]=2\Rightarrow [{\mathrm{H}}^{+}]=10^{-2}(\mathrm{M})$$

=> H⁺ dư, OH^- hết.

Phương trình:${\mathrm{H}}^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}\stackrel{}{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

0,49V       ← 0,49V

$$\begin{array}{l}\Rightarrow {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}(\mathrm{p}u)}={\mathrm{n}}_{\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}}=0,49\mathrm{V}(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l})\\ \Rightarrow {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}(\mathrm{d}\mathrm{u})}=0,21-0,49\mathrm{V}(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l})\end{array}$$

Mặt khác: 

$[{\mathrm{H}}^{+}{]}_{\mathrm{du}}=10^{-2}\left(\mathrm{M}\right)\iff \frac{0,21-0,49\mathrm{V}}{0,3+\mathrm{V}}={10}^{-2}\Rightarrow \mathrm{V}=0,414\left(\mathrm{L}\right)$