常温下,将20g溶质质量分数为14%的硝酸钾溶液与30g溶质质量分数为24%的硝酸钾溶液混合,得到密度为1.15g/ml的混合溶液,计算：1.该混合溶液中溶质的质量分数；2.该混合溶液中溶质的物质的量浓度；3.在1000g水中需要溶解多少摩尔的硝酸钾才能使其浓度恰好与上述混合溶液的浓度相等?
问题描述：
常温下,将20g溶质质量分数为14%的硝酸钾溶液与30g溶质质量分数为24%的硝酸钾溶液混合,得到密度为1.15g/ml的混合溶液,计算：
1.该混合溶液中溶质的质量分数；
2.该混合溶液中溶质的物质的量浓度；
3.在1000g水中需要溶解多少摩尔的硝酸钾才能使其浓度恰好与上述混合溶液的浓度相等?
答
1.硝酸钾的总质量为:20*14% + 30*24% = 2.8 + 7.2 = 10.0 g
混合溶液的总质量为 20 + 30 = 50 g
硝酸钾的溶质质量分数为 10.0/50 = 0.20 = 20%
2.硝酸钾的摩尔数为 10.0/101 = 0.099 mol (硝酸钾的摩尔质量101g/mol)
混合溶液的体积为50/1.15 = 43.5 ml = 0.0435 L
混合溶液中溶质的物质的量浓度:0.099mol/0.0435L = 2.28 mol/L
3.混合溶液的溶质质量分数为20%,设需要溶解n摩尔的硝酸钾:
101n/(1000+101n) = 20%
n = 2.48 mol