Question

某工厂采用含硫酸和氢氟酸的溶液作为矿物中稀有元素的萃取液，生产要求该萃取液中硫酸的浓度为3mol?L^-1，氢氟酸的浓度为8mol?L^-1，现有一批回收酸液共400L，经测定其中氢氟酸的浓度为12mol?L^-1，硫酸的浓度为1mol?L^-1．现要用此回收酸液配制上述萃取液，400L回收酸液经稀释可以得到

600

L 8mol?L^-1的氢氟酸，在400L回收酸液中加入

76.1

L密度为1.84g?cm^-3、浓度为98%的浓硫酸，然后加水稀释至

600

L，即可得到符合要求的萃取液．

Answer 1

分析：设稀释后溶液体积为V，根据稀释定律，稀释前后HF的物质的量不变，据此计算稀释后溶液的体积；
符合萃取液要求，应保证硫酸、氢氟酸的浓度分别为3mol/L、8mol/L，根据氢氟酸的浓度可知加入浓硫酸，再加水稀释后溶液的体积，设需加浓硫酸的体积为x，根据H₂SO₄物质的量守恒，列方程计算．

解答：解：设稀释后溶液体积为V，根据稀释定律，稀释前后HF的物质的量不变，则有：8mol?L^-1×V=12mol?L^-1×400L，解得V=600L；
符合萃取液要求，应保证硫酸、氢氟酸的浓度分别为3mol/L、8mol/L，根据氢氟酸的浓度可知可知加入浓硫酸，再加水稀释后溶液的体积为600L，
设需加浓硫酸的体积为x，根据H₂SO₄物质的量守恒，则有：

x×1.84g?cm-3×98%

98g/mol

+400L×1mol?L^-1=600L×3mol?L^-1，解得x=7.61×10⁴ mL=76.1L，
故答案为：600；76.1；600．

点评：本题以矿物中稀有元素的萃取液为载体，考查物质的量浓度的有关计算，体现化学在工业生成中的运用，计算浓硫酸的体积为易错点，学生容易忽略氢氟酸的浓度，注意守恒思想的运用．