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有关溶液配制的计算
溶液的配制是初三化学学习的一个重要内容,在溶液配制时常涉及有关量的计算问题,特别是某一浓溶液稀释成某一稀溶液时,需要计算浓溶液的体积及加入水的体积,在计算时需要认真分析稀释过程中的不变量及变化量,找准关系,进行列式,解出相关量。
教材习题 用98%的浓硫酸10 mL(密度为1.84 g/mL)配制10%的硫酸溶液,需要水多少毫升?[来源:Z&xx&k.Com][来源:学*科*网]
解析 从题意分析可知,浓硫酸在稀释过程中需要加入一定量的水,在整个过程中,溶质的质量不变,由题目提供的数据可求得配制前纯硫酸的质量为10 mL×1.84 g/mL × 98%=18.032 g,再由配制的浓度可求得10%的硫酸溶液质量为18.032 g÷10%=180.32 g,这样,所加入水的质量应为稀硫酸溶液与浓硫酸溶液的质量之差,再由水的密度与质量关系求得水的体积。
参考答案 配制前纯硫酸的质量为10 mL×1.84 g/mL × 98%=18.032 g;10%的硫酸溶液质量为18.032 g÷10%=180.32 g;所加水的质量为180.32 g-10 mL×1.84 g/mL=161.92 g;所加水的体积为161.92 g÷1 g/mL=161.92 mL。
变式题 配制500 mL20%的硫酸需要98%的硫酸多少毫升?需加水多少毫升? (20%的硫酸密度为1.14 g/ mL,98%的硫酸密度为1.84 g/ mL。)
解析 这一道题比上一道题的难度有所加大。通过分析,在稀释过程中,纯硫酸的质量是不变的,可以通过稀硫酸的有关量表示出纯硫酸的质量,再根据稀释前后溶质质量相等列式求得浓硫酸的质量;求水的体积时,应转化为求水的质量,即稀、浓溶液的质量之差(切不可用稀、浓溶液的体积之差求解,因为体积不具有加和性)。
参考答案 解:设需98%硫酸的体积为x。
稀释前溶液中所含溶质和稀释后溶液中所含溶质质量相等,故
x·1.84 g/ mL × 98% = 500 mL × 1.14 g/ mL× 20%[来源:学_科_网Z_X_X_K]
x = 63.2 mL
所需水的质量:(500 mL×1.14 g/mL-63.2 mL×1.84 g/mL)÷1 g/mL=453.7 mL
拓展题 铅蓄电池是一种电压稳定,使用方便、安全、可靠,又可以循环使用的化学电源,广泛应用于国防、交通、生产和生活中。铅蓄电池所用硫酸溶液的溶质质量分数为31%,若用98%(密度为1.84 g/ mL)的浓硫酸配制上述硫酸溶液,则浓硫酸和水的体积比约是( )。
A.1︰3 B.3︰1 C.1︰4 D.4︰1
解析 本道题浓、稀溶液的质量与体积都没有告知,思维的综合性更强,可设浓溶液的体积为V1、水的体积为V2,抓住在配制前后纯硫酸的质量相等进行列式,在列式过程中应注意有关量的正确表示,从列式中找出浓硫酸与水的体积比,即1.84 g/mL·V1 × 98%=(1.84 g/mL· V1+ V2·1 g/mL)×31%。答案选C。
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