Question

20．现有H₂SO₄和Na₂SO₄的混合溶液200mL，其中H₂SO₄的浓度是1mol/L，Na₂SO₄的浓度是0.5mol/L．要使H₂SO₄和Na₂SO₄的浓度分别为2mol/L和0.2mol/L，应加入98%的H₂SO₄（密度为1.84g/cm3），后再加入水配制，
（1）后再加入水配制，配制后溶液体积为多少毫升？
（2）应加入98%的H₂SO₄（密度为1.84g/cm3）多少毫升？

Answer 1

分析 （1）硫酸钠的物质的量不变，根据稀释定律，计算混合后溶液的体积；
（2）根据混合后硫酸的浓度，根据n=cV计算混合后n（H₂SO₄），进而计算加入的硫酸的物质的量，根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算98%的H₂SO₄溶液的物质的量浓度，再根据V=$\frac{n}{c}$计算需要加入的98%的H₂SO₄溶液的体积．

解答 解：（1）稀释过程中硫酸钠的物质的量不变，根据稀释定律，设混合后溶液的体积为V，则：
0.2L×0.5mol•L^-1=V×0.2mol•L^-1，
解得：V=500mL，
即需要选用500 mL容量瓶配制500mL溶液，
答：配制的溶液的体积为500mL；
（2）故混合后溶液中n（H₂SO₄）=0.5L×2mol•L^-1=1mol，
故加入的硫酸的物质的量为：1mol-0.2L×1mol•L^-1=0.8mol，
98%的H₂SO₄溶液的物质的量浓度为：c=$\frac{1000×1.84×98%}{98%}$mol/L=18.4mol/L，
故需要加入98%的H₂SO₄溶液的体积为：$\frac{0.8mol}{18.4mol/L}$=0.0435L=43.5mL，
答：需要加入的98%的H₂SO₄溶液的体积为43.5mL．

点评 本题考查物质的量浓度的有关计算，题目难度中等，根据硫酸钠的物质的量不变计算混合后溶液的体积是关键，注意掌握物质的量浓度的概念及表达式，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．