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(2010?婁底模擬)將濃度為c1的濃硫酸50g(溶質的質量分數(shù)為ω1)與VmL水混合,得到物質的量濃度為C2的稀硫酸(溶質的質量分數(shù)為ω2)(以下填“>”、“<”或“=”)
(1)若ω1=2ω2,則c1
2c2,V
=
=
50mL.
(2)若c1=2c2,則ω1
2,V
50mL.
分析:(1)利用c=
1000ρω
M
計算硫酸的濃度,結合濃硫酸溶液的濃度越大密度越大進行判斷;
根據稀釋前后溶質的質量不變計算混合后溶液的質量,計算水的質量,據此計算水的體積;
(2)利用c=
1000ρω
M
公式變形計算硫酸的質量分數(shù),結合硫酸溶液的濃度越大密度越大,進行判斷;
根據稀釋前后溶質的物質的量不變,混合后溶液的體積為原硫酸的2倍,硫酸溶液的濃度越大密度越大,所以混合后溶液的質量小于100g,故水的質量小于50g,據此判斷水的體積.
解答:解:(1)設物質的量是濃度為c1 mol?L-1的密度為ρ1,物質的量是濃度為c2mol?L-1硫酸溶液的密度為ρ2,則:c1=
1000ρ1ω1
98
,c2=
1000ρ2ω2
98
,所以
c1
c2
=
ρ1ω1
ρ2ω2
=
1
ρ2
,濃硫酸的濃度越大密度越大,則ρ1>ρ2,故c1>2c2;
稀釋前后溶質的質量不變,若ω1=2ω2,則稀釋后溶液的質量為100g,所以水的質量為50g,水的密度為1g/mL,所以水的體積V=50mL
g故答案為:>;=;
(2)設物質的量是濃度為c1 mol?L-1的密度為ρ1,物質的量是濃度為c2mol?L-1硫酸溶液的密度為ρ2,則
由c=
1000ρω
M
可知,ω1=
98c1
1000ρ1
,ω2=
98c2
1000ρ2
,所以
ω1
ω2
=
c1ρ2
c2ρ1
,由于c1=2c2,所以
ω1
ω2
=
2ρ2
ρ1
,因濃硫酸的密度大于水,溶液的濃度越大,密度越大,則ρ1>ρ2,所以ω1<2ω2;
根據稀釋前后溶質的物質的量不變,混合后溶液的體積為原硫酸的2倍,硫酸溶液的濃度越大密度越大,所以混合后溶液的質量小于100g,故水的質量小于50g,水的密度為1g/mL,所以水的體積V<50mL,
故答案為:<;<.
點評:本題考查物質的量濃度、質量分數(shù)的有關計算比較,難度較大,注意濃硫酸的密度大于水,溶液的濃度越大密度越大.
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