Question

質(zhì)量分數(shù)不同的硫酸溶液其密度不相同，對照表如下：

質(zhì)量分數(shù)	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	98%
密度（g/mL）	1.07	1.14	1.22	1.30	1.40	1.50	1.61	1.73	1.81	1.84

將10mL98%濃硫酸中加水稀釋至100mL，取10mL該稀硫酸與足量鋅反應(yīng)制取氫氣，請按要求完成系列問題的解答（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）：
（1）10mL98%的濃硫酸中含

 

g H₂SO₄．
（2）列式計算消耗金屬鋅的質(zhì)量．
（3）分析表中數(shù)據(jù)，可以歸納出硫酸溶液的質(zhì)量分數(shù)與密度的關(guān)系是

 

．10mL水和10mL質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸溶液混合，混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)該在

 

至

 

之間．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)對照表，可查得98%的濃硫酸密度為1.84g/mL，可計算10mL98%濃硫酸的溶液的質(zhì)量，然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量=溶液的質(zhì)量×溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)98%，計算出濃硫酸中硫酸質(zhì)量；
（2）根據(jù)鋅與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，由所消耗硫酸的質(zhì)量可計算參加反應(yīng)的金屬鋅的質(zhì)量；
（3）表中硫酸溶液質(zhì)量分數(shù)從10%至98%不斷增大，相應(yīng)地，硫酸溶液的密度也在不斷增大；根據(jù)加水稀釋后溶液的組成，利用溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)計算公式，列出混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)與所用b%溶液密度與溶液質(zhì)量分數(shù)b%的關(guān)系式，由關(guān)系式判斷所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的可能范圍．

解答：解：（1）根據(jù)對照表，98%的濃硫酸的密度為1.84g/mL，10mL98%濃硫酸中溶質(zhì)硫酸的質(zhì)量=10mL×1.84g/mL×98%≈18.0g
故答案為：18.0；
（2）所取10mL稀硫酸中硫酸的質(zhì)量=18g×

10mL

100mL

=1.8g，設(shè)10mL稀硫酸與鋅完全反應(yīng)消耗鋅的質(zhì)量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65  98
x   1.8g

65

x

=

98

1.8g

  x≈1.2g
答：消耗金屬鋅的質(zhì)量約為1.2g；
（3）從對照表可以得到：硫酸溶液質(zhì)量分數(shù)從10%至98%不斷增大，硫酸溶液的密度也在不斷增大；
故答案為：質(zhì)量分數(shù)越大密度越大；
假設(shè)硫酸溶液的密度為ρ，
10mL水和10mL質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸溶液混合，混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)=

10mL×ρ×b%

10mL×ρ+10g

×100%=

ρ

ρ+1

×b%
①當ρ=1.07g/ml時，混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)=

1.07

1.07+1

×b%≈0.52b%；
②當ρ=1.84g/ml時，混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)=

1.84

1.84+1

×b%≈0.65b%．
所以該在0.52b%～0.65b%；
故答案為：0.52b%；0.65b%．

點評：根據(jù)溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=

溶質(zhì)質(zhì)量

溶液質(zhì)量

×100%，由其中任意兩個已知量可計算第三個量．