Question

3．實驗室欲測定一瓶標簽破損的稀H₂SO₄的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，現(xiàn)取10g稀硫酸樣品，將5%的NaOH溶液逐滴加入到樣品中，邊加邊攪拌，隨著NaOH溶液加入，溶液的pH變化如圖所示．試回答：
（1）a點溶液中含有的陽離子有Na⁺、H⁺；
（2）當pH=7時，消耗NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為0.8g，若改用16g5%的KOH溶液與相同量的稀鹽酸反應(yīng)，所得溶液的pH＜7 （選填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）計算稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
（4）若用此硫酸溶液l00g可配制出多少克質(zhì)量分數(shù)為4.9%的稀硫酸，需加水多少克？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)溶液的pH、稀H₂SO₄與NaOH溶液的反應(yīng)分析溶液中存在的離子；
（2）根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算公式計算；根據(jù)40g10%的KOH溶液與相同量鹽酸反應(yīng)的情況解答；
（3）根據(jù)稀H₂SO₄與NaOH溶液的反應(yīng)的方程式，由NaOH的質(zhì)量求出稀H₂SO₄的溶質(zhì)稀H₂SO₄的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，再求出稀H₂SO₄的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．
（4）根據(jù)加水稀釋溶液時溶質(zhì)質(zhì)量不變來分析解答．

解答 解：（1）由圖示可知，在a點時溶液的pH小于7，說明加入的NaOH完全反應(yīng)，有剩余的硫酸，所以，溶液中含有的陽離子為：Na⁺、H⁺；
（2）由圖示可知，在溶液的pH等于7，消耗的NaOH溶液的質(zhì)量為16g，溶質(zhì)的質(zhì)量為：16g×5%=0.8g；
由圖示可知，加入NaOH溶液40g時，溶液的pH等于7，用40g10%的KOH溶液與相同量鹽酸反應(yīng)，
NaOH+HCl═NaCl+H₂O   KOH+HCl═KCl+H₂O
40  36.5                           56    36.5
由此可知，40g10%的KOH溶液被完全消耗，鹽酸有剩余，pH小于7；
（3）10g稀硫酸樣品含有H₂SO₄的質(zhì)量為x
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
 80         98
 0.8g         x
$\frac{80}{0.8g}=\frac{98}{x}$
解得：x=0.98g
稀H₂SO₄的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.98g}{10g}$×100%=9.8%；
（4）設(shè)可配制出質(zhì)量分數(shù)為4.9%的稀硫酸的質(zhì)量為x，
100g×9.8%=4.9%x
  x=200g
需要加水：200g-100g=100g，
故答案為：（1）Na⁺、H⁺；
（2）0.8；＜；
（3）稀H₂SO₄的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是9.8%；
（4）可配制出質(zhì)量分數(shù)為4.9%的稀硫酸的質(zhì)量是200g；需要加水100g．

點評 此題是一道結(jié)合圖象的計算題，解題時找到pH=7的恰好反應(yīng)點，并利用化學(xué)方程式的計算進行解決是解題的突破口．