Question

8．（1）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由CO和CO₂組成的混合氣體為6.72L，質(zhì)量為12g，此混合物中CO和CO₂物質(zhì)的量之比是1：3，C和O原子個數(shù)比是4：7，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是40，密度是1.79g/L．
（2）含CuSO₄和H₂SO₄的混合溶液400mL，其中CuSO₄物質(zhì)的量濃度為1mol/L，H₂SO₄物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L，若用此溶液配成0.2mol/L CuSO₄和2mol/L H₂SO₄的混合溶液．試求：
所得溶液的體積是2000毫升？需加入密度為1.84g/cm³，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸200毫升，另加水1400 毫升（不考慮溶液混合時體積的變化）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算混合氣體的總的物質(zhì)的量，設(shè)CO的物質(zhì)的量為x，CO₂的物質(zhì)的量為y，根據(jù)質(zhì)量之和與物質(zhì)的量之和列式計算CO和CO₂的物質(zhì)的量，根據(jù)分子式計算C、O原子物質(zhì)的量，進而計算C、O原子數(shù)目之比；根據(jù)$\overline{M}$=$\frac{{m}_{總}}{{n}_{總}}$計算平均摩爾質(zhì)量，進而確定平均相對分子質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算混合氣體的密度；
（2）CuSO₄的物質(zhì)的量不變，根據(jù)稀釋定律，計算混合后溶液的體積；
結(jié)合混合后硫酸的濃度，根據(jù)n=cV計算混合后n（H₂SO₄），進而計算加入的硫酸的物質(zhì)的量，密度為1.84g/cm³、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L=18.4mol/L，再根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算需要加濃硫酸溶液的體積，進而計算加入水的體積．

解答 解：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，混合氣體的物質(zhì)的量為：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，
設(shè)CO的物質(zhì)的量為x，CO₂的物質(zhì)的量為y，則：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.3}\\{28x+44y=12}\end{array}\right.$
解得：x=0.075mol，y=0.225mol，
此混合物中CO和CO₂物質(zhì)的量之比=0.075mol：0.225mol=1：3；
C和O原子個數(shù)比=（0.075mol+0.225mol）：（0.075mol+0.225mol×2）=4：7；
混合氣體的平均摩爾質(zhì)量=$\frac{12g}{0.3mol}$=40g/mol，故平均相對分子質(zhì)量是40；
混合氣體的密度=$\frac{12g}{6.72L}$=1.79 g/L，
故答案為：1：3；4：7；40；1.79；
（2）CuSO₄的物質(zhì)的量不變，根據(jù)稀釋定律，令混合后溶液的體積為V，則：
400mL×1mol/L=V×0.2mol/L，解得V=2000mL，
混合后溶液中n（H₂SO₄）=2L×2mol/L=4mol，
故加入的硫酸的物質(zhì)的量為：4mol-0.4L×0.5mol/L=3.8mol，
密度為1.84g/cm³、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L=18.4mol/L，
需要加入濃硫酸的體積為$\frac{3.8mol}{18.4mol/L}$=0.2L=200mL，
則需要加入水的體積為2000mL-400mL-200mL=1400mL，
故答案為：2000；200；1400．

點評 本題考查混合物計算、物質(zhì)的量有關(guān)計算，（2）中根據(jù)硫酸銅的物質(zhì)的量不變計算混合后溶液的體積是關(guān)鍵，難度中等．