Question

16．质量分数为a%，物质的量浓度为c₁mol/L的稀硫酸蒸发水后，其质量分数变为2a%，此时物质的量浓度为c₂mol/L，则c₁与c₂的关系为（　　）

• A． c₂=2c₁
• B． c₂＜2c₁
• C． c₂＞2c₁
• D． c₁=2c₂

Answer 1

分析 稀硫酸蒸发水前后，H₂SO₄的质量和物质的量不变，且硫酸浓度越高，密度越大；设出分别蒸发前后溶液质量、体积、密度，然后根据溶质质量分数、物质的量浓度的表达式列式计算即可．

解答 解：稀硫酸蒸发水前后，H₂SO₄的质量和物质的量不变，
假设蒸发前溶液质量为m₁，体积为V₁，则密度为ρ₁=$\frac{{m}_{1}}{{V}_{1}}$，H₂SO₄的质量为m₁×a%，H₂SO₄的物质的量为V₁×c₁%，
蒸发后溶液质量为m₂，体积为V₂，则密度为ρ₂=$\frac{{m}_{2}}{{V}_{2}}$，H₂SO₄的质量为m₂×2a%，H₂SO₄的物质的量为V₂×c₂%，
可得：m₁×a%=m₂×2a% ①，V₁×c₁%=V₂×c₂%   ②，
整理可得：m₁=2m₂ ③，
又因为硫酸浓度越高，密度越大，即蒸发后的硫酸密度大于蒸发前的硫酸密度：ρ₁＜ρ₂，即：$\frac{{m}_{1}}{{V}_{1}}$＜$\frac{{m}_{2}}{{V}_{2}}$④，
将③式代入④式得到：$\frac{2{m}_{2}}{{V}_{1}}$＜$\frac{{m}_{2}}{{V}_{2}}$，则：2V₂＜V₁ ⑤，
再由②式可得：V₁=V₂×$\frac{{c}_{2}}{{c}_{1}}$  ⑥，
将⑥式代入⑤式得：2V₂＜V₂×$\frac{{c}_{2}}{{c}_{1}}$，
整理可得：$\frac{{c}_{2}}{{c}_{1}}$＞2，
即：2c₁＜c₂，
故选C．

点评 本题考查了物质的量浓度的计算，题目难度中等，明确物质的量浓度、溶质质量分数的概念为解答关键，注意硫酸的浓度越高，密度越大，试题培养了学生的化学计算能力．