Question

8．現將質量分數為x%的H₂SO₄和3x%的H₂SO₄等體積混合，所得混合液的質量分數為m%，則m與x的關系為（　　）

• A． m=2x
• B． m＜2x
• C． m＞2x
• D． 無法判斷

Answer 1

分析 設質量分數分別為x%與3x%的硫酸溶液的密度分別為mg/mL、ng/mL，硫酸溶液的密度隨濃度增大而增大，所以m＜n，假定體積為VmL，混合后溶質質量為混合前兩溶液中溶質質量之和，混合后溶液質量為混合前溶液質量之和，根據質量分數定義用m、n表示出混合后的質量分數，結合密度關系判斷．

解答 解：設質量分數分別為x%與3x%的硫酸溶液的密度分別為mg/mL、ng/mL，硫酸溶液的密度隨濃度增大而增大，所以m＜n，
假定體積為VmL，則x%硫酸溶液的質量為VmL×mg/mL=Vmg，溶質硫酸的質量為：Vmg×10%=0.01Vmxg；
3x%的硫酸溶液的質量為VmL×ng/mL=Vng，溶質硫酸的質量為：Vng×3x%=0.03Vnxg，
則混合后硫酸的溶質質量分數為：
m%=$\frac{0.01Vmx+0.03Vnx}{Vm+Vn}$×100%=$\frac{0.01mx+0.01nx+0.02nx}{m+n}$×100%=x%+$\frac{0.02nx}{m+n}$×100%=x%+2x%×$\frac{1}{\frac{m}{n}+1}$，
由于m＜n，所以$\frac{m}{n}$＜1，則1+$\frac{m}{n}$＜2，$\frac{1}{\frac{m}{n}+1}$＞$\frac{1}{2}$，故m%=x%+2x%×$\frac{1}{\frac{m}{n}+1}$＞2x%，
即：m＞2x，
故選C．

點評 本題考查溶質質量分數的計算，題目難度中等，注意掌握溶質質量分數的概念及計算方法，明確硫酸的濃度越大、密度越大為解答關鍵，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．