Question

實驗室欲配制6 mol·L^-1的H₂SO₄溶液。現有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H₂SO₄。現有三種規格容量瓶：250 mL、500 mL、1000 mL。配制要求：①②兩種硫酸全部用完，不足部分由③補充。問需要多少毫升濃H₂SO₄？

Answer 1

解析：依題意關鍵是確定配制6 mol·L^-1硫酸溶液的體積，其體積只有三個數值可選擇：250 mL、500 mL、1000 mL，計算時只要在欲配制的體積范圍內，各種濃度硫酸混合不必考慮體積變化。

首先求出②的硫酸溶液的物質的量濃度，然后依據所配制的溶液中溶質的物質的量等于所需三種硫酸溶液中溶質物質的量之和，即可求出濃H₂SO₄的體積。

解：150 mL 25% H₂SO₄溶液中溶質的物質的量濃度：

c==3 mol·L^-1

確定配制6 mol·L^-1硫酸溶液的體積：

因為①②兩溶液體積和為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容量瓶。

設配制500 mL，所需濃H₂SO₄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/1000×18 mol·L^-1

x=128.3 mL

因為128.3+240+150＞500,所以500 mL容量瓶也不能選用。

設配制1000 mL，需濃H₂SO₄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/1000×18 mol·L^-1，

y=295 mL。

答案：需要295 mL濃H₂SO₄。