现有K2SO4和H2SO4的混合液100mL,其中K2SO4的物质的量浓度为0.5mol/L,H2SO4的物质的量浓度为1mol/L,现要求将上述混合溶液中K2SO4的浓度改为0.2mol/L,H2SO4的浓度分别变为2mol/L,应加入98%(密度为1.84g/cm3)的硫酸多少毫升?加水稀释到多少毫升?

问题描述:

现有K2SO4和H2SO4的混合液100mL,其中K2SO4的物质的量浓度为0.5mol/L,H2SO4的物质的量浓度为1mol/L,现要求将上述混合溶液中K2SO4的浓度改为0.2mol/L,H2SO4的浓度分别变为2mol/L,应加入98%(密度为1.84g/cm3)的硫酸多少毫升?加水稀释到多少毫升?

K2SO4的物质的量不变,根据稀释定律,令混合后溶液的体积为V,则:
100mL×0.5mol/L=V×0.2mol/L,解得V=250mL
故应加水稀释到250mL,
故混合后溶液中n(H2SO4)=0.25L×2mol/L=0.5mol,
故加入的硫酸的物质的量为:0.5mol-0.1L×1mol/L=0.4mol,
98%的H2SO4溶液的物质的量浓度=

1000×1.84×98%
98
mol/L=18.4mol/L,
故需要加入98%的H2SO4溶液的体积为
0.4mol
18.4mol/L
=0.0217L=21.7mL,
答:需要加入的98%的H2SO4溶液的体积为21.7mL,需加水至250毫升.
答案解析:K2SO4的物质的量不变,根据稀释定律,计算混合后溶液的体积;结合混合后硫酸的浓度,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=
1000ρw
M
计算98%的H2SO4溶液的物质的量浓度,再根据V=
n
c
计算需要加入的98%的H2SO4溶液的体积.
考试点:有关混合物反应的计算.

知识点:本题考查物质的量浓度的有关计算,难度中等,根据硫酸钾的物质的量不变计算混合后溶液的体积是关键.