Question

一位同學(xué)欲配制6 mol·L^－1的H₂SO₄溶液。他找來(lái)了三種不同濃度的硫酸：①240 mL 1 mol·L^－1的硫酸；②150 mL 25%的硫酸(ρ＝1.18 g·mL^－1)；③足量的18 mol·L^－1的濃硫酸。另外，他找來(lái)了三種規(guī)格的容量瓶：250 mL容量瓶；500 mL容量瓶；1 000 mL容量瓶。這位同學(xué)希望將①②兩種硫酸全部用完，不足部分再由③補(bǔ)充。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算，幫助這位同學(xué)確定選用哪種規(guī)格的容量瓶，以及需要濃硫酸的體積是多少。

Answer 1

【答案】　用1 000 mL容量瓶，需要295 mL濃硫酸。

【解析】　由找來(lái)的三種規(guī)格的容量瓶決定了所配制的6 mol·L^－1的硫酸的體積只能在250 mL、500 mL、1 000 mL中選擇，因此，首先必須通過(guò)試探確定出配制的6 mol·L^－1的硫酸的體積是多少。

150 mL 25% H₂SO₄溶液的物質(zhì)的量濃度：

確定配制6 mol·L^－1H₂SO₄溶液的體積：

因?yàn)棰佗趦煞N硫酸體積和為240 mL＋150 mL＝390 mL，而它們的濃度又都小于6 mol·L^－1，所以不能選用250 mL的容量瓶。

設(shè)配制500 mL溶液，并設(shè)所需濃硫酸的體積為x。

0．5 L×6 mol·L^－1＝0.24 L×1 mol·L^－1＋0.15 L×3 mol·L^－1＋x×18 mol·L^－1

x＝0.128 3L＝128.3 mL

因?yàn)?28.3 mL＋240 mL＋150 mL＝518.3 mL>500 mL，所以500 mL的容量瓶也不能選用。

設(shè)配制1 000 mL，并設(shè)需濃硫酸的體積為y。

1 L×6 mol·L^－1＝0.24 L×1 mol·L^－1＋0.15 L×3 mol·L^－1＋y×18 mol·L^－1

y＝0.295 L＝295 mL

因?yàn)?95 mL＋240 mL＋150 mL＝685 mL<1 000 mL，所以可以選用1 000 mL的容量瓶。