Question

14．（1）30%的H₂SO₄和50%的H₂SO₄等质量混合后，所得溶液的质量分数等于（填“大于”、“小于”或“等于”）40%，如果等体积混合，混合后溶液的质量分数大于（填“大于”、“小于”或“等于”）40%．
（2）已知98%的浓H₂SO₄的物质的量浓度为18.4mol•L^-1，试判断49%的H₂SO₄的物质的量浓度小于（填“大于”、“小于”或“等于”）9.2mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）设硫酸溶液的质量为m，表示出不同浓度硫酸中溶质的质量，二者之和为混合后溶液中溶质质量，混合后溶液的质量为2m，进而计算混合后的溶质的质量分数；
设体积分别为VmL，30%的H₂SO₄溶液密度为ρ₁，50%的H₂SO₄溶液密度为ρ₂，表示出混合后溶液中溶质质量分数，硫酸的浓度越大密度越大，结合表达式判断质量分数关系；
（2）设98%的浓H₂SO₄的密度为ρ₁，49%的H₂SO₄的密度为ρ₂，硫酸浓度越大，密度越大，则ρ₁＞ρ₂，根据c=$\frac{1000ρω}{M}$表示出物质的量浓度，据此判断；

解答 解：（1）设硫酸溶液的质量为m，30%的H₂SO₄溶质为质量0.3m，50%的H₂SO₄溶质的质量为0.5m，混合后总质量为2m，所以w（H₂SO₄）=$\frac{0.3m+0.5m}{2m}$=40%；
如果等体积混合，设体积分别为VmL，30%的H₂SO₄溶液密度为ρ₁，50%的H₂SO₄溶液密度为ρ₂，则混合后溶液的质量分数为w（H₂SO₄）=$\frac{V{ρ}_{1}×30%+V{ρ}_{2}×50%}{V{ρ}_{1}+V{ρ}_{2}}$=30%+20%×$\frac{{ρ}_{2}}{{ρ}_{1}+{ρ}_{2}}$，因硫酸的浓度越大，密度越大，则ρ₁＜ρ₂，则$\frac{{ρ}_{2}}{{ρ}_{1}+{ρ}_{2}}$＞$\frac{1}{2}$，故30%+20%×$\frac{{ρ}_{2}}{{ρ}_{1}+{ρ}_{2}}$＞40%，
故答案为：等于；大于；
（2）设98%的浓H₂SO₄的密度为A，49%的H₂SO₄的密度为a，根据c=$\frac{1000ρω}{M}$可知，18.4=$\frac{1000ρ1×49%}{98}$，49%的H₂SO₄的物质的量浓度为$\frac{1000{ρ}_{2}×49%}{98}$mol/L，硫酸浓度越大，密度越大，则ρ1＞ρ₂，故$\frac{1000{ρ}_{2}×49%}{98}$mol/L＜9.2mol/L，
故答案为：小于；

点评 本题考查溶液浓度计算，侧重考查学生分析计算能力，注意对公式的理解与应用，注意硫酸的浓度越大密度越大，题目难度中等．