Question

5．t℃時Na₂SO₄的溶解度是S g，其飽和溶液密度d g•cm^-3，物質(zhì)的量濃度為c mol•L^-1．向足量飽和溶液中，加入X g無水Na₂SO₄或蒸發(fā)Yg水后恢復t℃，均能獲得W g芒硝晶體，下列關(guān)系式正確的是（　　）

• A． c=$\frac{dS}{142（S+100）}$ mol•L^-1
• B． S=$\frac{142W}{180W+322Y}$g
• C． X=YS
• D． W=$\frac{3220X}{1420-18S}$g

Answer 1

分析 A．根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算，根據(jù)溶解度計算飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)；
B．飽和溶液蒸發(fā)掉Yg水恢復到t℃時，獲得Wg Na₂SO₄•10H₂O晶體，故Wg晶體再加入（蒸發(fā)掉的）Y g水時，Wg芒硝晶體就可恰好溶解恢復到原飽和溶液，即Y g水與Wg Na₂SO₄•10H₂O構(gòu)成飽和溶液，據(jù)此計算；
C．向足量飽和溶液中加入X g無水Na₂SO₄或蒸發(fā)掉Y g水后恢復t℃，均能獲得W g芒硝晶體，由于硫酸鈉能與水反應(yīng)而使飽和硫酸鈉溶液因減少水而析出晶體，因此可判斷加入X g無水Na₂SO₄•相當于蒸發(fā)掉Y g水，即蒸發(fā)的Y g水中溶解有X g的硫酸鈉；
D．析出的芒硝晶體質(zhì)量等于加入Xg硫酸鈉質(zhì)量與飽和溶液減少的質(zhì)量，根據(jù)化學式計算硫酸鈉、結(jié)晶水的質(zhì)量，進而計算結(jié)晶水溶解硫酸鈉的質(zhì)量，結(jié)合溶解度S計算．

解答 解：A．t℃時Na₂SO₄的溶解度是S g，則飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{Sg}{100g+Sg}$=$\frac{S}{100+S}$，根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$可知該溶液物質(zhì)的量濃度=$\frac{1000×ρ×\frac{S}{100+S}}{142}$mol/L=$\frac{1000dS}{142（100+S）}$mol•L^-1，故A錯誤；
B．飽和溶液蒸發(fā)掉Yg水恢復到t℃時，獲得Wg Na₂SO₄•10H₂O晶體，逆向思維即再加入（蒸發(fā)掉的）Y g水時，Wg芒硝晶體就可恰好溶解恢復到原飽和溶液，即Y g水與Wg Na₂SO₄•10H₂O構(gòu)成飽和溶液，飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量=Wg×$\frac{142}{322}$，溶液的質(zhì)量=Y+W，此時硫酸鈉的溶解度S=$\frac{\frac{142}{322}×Wg}{Yg+Wg-\frac{142}{322}×Wg}$×100g=$\frac{14200W}{180W+322Y}$g，故B錯誤；
C．加入X g無水硫酸鈉或蒸發(fā)掉Y g水后恢復到t℃，均能獲得W g芒硝晶體說明Y g水后中溶解X g無水硫酸鈉恰好形成飽和溶液，此時硫酸鈉的溶解度S=$\frac{Xg}{Yg}$×100g，則X=$\frac{YS}{100}$，故C錯誤；
D．加入X g的無水硫酸鈉與飽和溶液中的水反應(yīng)而使飽和溶液因水減少而析出晶體，W g硫酸鈉晶體中所含結(jié)晶水質(zhì)量=W g×$\frac{180}{322}$，所含硫酸鈉的質(zhì)量=W g×$\frac{142}{322}$，而其中（W g×$\frac{142}{322}$-X）g硫酸鈉完全溶解于W g×$\frac{180}{322}$g水恰好成為飽和溶液，則$\frac{S}{100}$=$\frac{Wg×\frac{142}{322}-Xg}{\frac{180}{322}×Wg}$，則析出晶體質(zhì)量W=$\frac{3220X}{1420-18S}$g，故D正確；
故選D．

點評 本題考查溶液濃度有關(guān)計算，涉及質(zhì)量分數(shù)、溶解度、物質(zhì)的量濃度，屬于字母型計算，題目難度較大，試題已知條件甚多，要求學生綜合分析利用，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力．