现有H2SO4和NaSO4溶液200ml,其中H2SO4的浓度是1mol/L,Na2SO4de 浓度是0.5mol/L,要使H2SO4和Na2SO4的浓度分别为2mol/L和0.2mol/L,求应加入55.8%的H2SO4(密度为1.35g/cm三次方)溶液的体积和配置的溶液的体积.

问题描述:

现有H2SO4和NaSO4溶液200ml,其中H2SO4的浓度是1mol/L,Na2SO4de 浓度是0.5mol/L,要使H2SO4和Na2SO4的浓度分别为2mol/L和0.2mol/L,求应加入55.8%的H2SO4(密度为1.35g/cm三次方)溶液的体积和配置的溶液的体积.

200ml原溶液中:n(H2SO4)=0.2mol,n(Na2SO4)=0.1mol
因为增加的是硫酸溶液,所以Na2SO4的物质的量不变,而后来才c(H2SO4)=10c(Na2SO4),因此后来n‘(H2SO4)=10*0.1mol=1mol,所以增加的硫酸的物质的量为1mol-0.2mol=0.8mol
设需要的H2SO4的体积为V
1.35g/cm3 * V *55.8% / 98g/mol =0.8mol ( 密度*体积*溶质质量分数/ 硫酸的摩尔质量 )=物质的量
V=104ml
最后溶液总体积: V’=n‘(H2SO4)/c’(H2SO4) =1mol / 2mol/L=0.5L=500ml

配置后的溶液体积为V,因为配置溶液前后硫酸钠的物质的量不变,所以配置后溶液中Na2SO4的浓度=0.5*0.2/V=0.2,V=0.5L
假设需加入55.8%的H2SO4(密度为1.35g/cm三次方)溶液的体积为X毫升,那么(1.35X*55.8%/98+0.2*1)/0.5=2,解得x=104毫升

配置的溶液的体积v=200×0.5/0.2=500ml
c(55.8%硫酸)=1000×1.35×55.8%/98=7.6868mol/L
应加入55.8%的H2SO4溶液的体积
(500×2-200×1)/7.6867=104ml