Question

某工廠采用含硫酸和氫氟酸的溶液作為礦物中稀有元素的萃取液，生產(chǎn)要求該萃取液中硫酸的濃度為3mol?L^-1，氫氟酸的濃度為8mol?L^-1，現(xiàn)有一批回收酸液共400L，經(jīng)測定其中氫氟酸的濃度為12mol?L^-1，硫酸的濃度為1mol?L^-1．現(xiàn)要用此回收酸液配制上述萃取液，400L回收酸液經(jīng)稀釋可以得到

600

L 8mol?L^-1的氫氟酸，在400L回收酸液中加入

76.1

L密度為1.84g?cm^-3、濃度為98%的濃硫酸，然后加水稀釋至

600

L，即可得到符合要求的萃取液．

Answer 1

分析：設(shè)稀釋后溶液體積為V，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后HF的物質(zhì)的量不變，據(jù)此計算稀釋后溶液的體積；
符合萃取液要求，應(yīng)保證硫酸、氫氟酸的濃度分別為3mol/L、8mol/L，根據(jù)氫氟酸的濃度可知加入濃硫酸，再加水稀釋后溶液的體積，設(shè)需加濃硫酸的體積為x，根據(jù)H₂SO₄物質(zhì)的量守恒，列方程計算．

解答：解：設(shè)稀釋后溶液體積為V，根據(jù)稀釋定律，稀釋前后HF的物質(zhì)的量不變，則有：8mol?L^-1×V=12mol?L^-1×400L，解得V=600L；
符合萃取液要求，應(yīng)保證硫酸、氫氟酸的濃度分別為3mol/L、8mol/L，根據(jù)氫氟酸的濃度可知可知加入濃硫酸，再加水稀釋后溶液的體積為600L，
設(shè)需加濃硫酸的體積為x，根據(jù)H₂SO₄物質(zhì)的量守恒，則有：

x×1.84g?cm-3×98%

98g/mol

+400L×1mol?L^-1=600L×3mol?L^-1，解得x=7.61×10⁴ mL=76.1L，
故答案為：600；76.1；600．

點(diǎn)評：本題以礦物中稀有元素的萃取液為載體，考查物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計算，體現(xiàn)化學(xué)在工業(yè)生成中的運(yùn)用，計算濃硫酸的體積為易錯點(diǎn)，學(xué)生容易忽略氫氟酸的濃度，注意守恒思想的運(yùn)用．