Question

3．實驗室欲測定一瓶標簽破損的稀H₂SO₄的溶質質量分數，現取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溶液中溶質的質量為0.8g，若改用16g5%的KOH溶液與相同量的稀鹽酸反應，所得溶液的pH＜7 （選填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）計算稀硫酸的溶質質量分數；
（4）若用此硫酸溶液l00g可配制出多少克質量分數為4.9%的稀硫酸，需加水多少克？

Answer 1

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

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，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溶液的質量為16g，溶質的質量為：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，
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的溶質質量分數為$\frac{0.98g}{10g}$×100%=9.8%；
（4）設可配制出質量分數為4.9%的稀硫酸的質量為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的溶質質量分數是9.8%；
（4）可配制出質量分數為4.9%的稀硫酸的質量是200g；需要加水100g．

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