Question

一位同学欲配制6 mol·L^－1的H₂SO₄溶液。他找来了三种不同浓度的硫酸：①240 mL 1 mol·L^－1的硫酸；②150 mL 25%的硫酸(ρ＝1.18 g·mL^－1)；③足量的18 mol·L^－1的浓硫酸。另外，他找来了三种规格的容量瓶：250 mL容量瓶；500 mL容量瓶；1 000 mL容量瓶。这位同学希望将①②两种硫酸全部用完，不足部分再由③补充。请通过计算，帮助这位同学确定选用哪种规格的容量瓶，以及需要浓硫酸的体积是多少。

Answer 1

【答案】　用1 000 mL容量瓶，需要295 mL浓硫酸。

【解析】　由找来的三种规格的容量瓶决定了所配制的6 mol·L^－1的硫酸的体积只能在250 mL、500 mL、1 000 mL中选择，因此，首先必须通过试探确定出配制的6 mol·L^－1的硫酸的体积是多少。

150 mL 25% H₂SO₄溶液的物质的量浓度：

确定配制6 mol·L^－1H₂SO₄溶液的体积：

因为①②两种硫酸体积和为240 mL＋150 mL＝390 mL，而它们的浓度又都小于6 mol·L^－1，所以不能选用250 mL的容量瓶。

设配制500 mL溶液，并设所需浓硫酸的体积为x。

0．5 L×6 mol·L^－1＝0.24 L×1 mol·L^－1＋0.15 L×3 mol·L^－1＋x×18 mol·L^－1

x＝0.128 3L＝128.3 mL

因为128.3 mL＋240 mL＋150 mL＝518.3 mL>500 mL，所以500 mL的容量瓶也不能选用。

设配制1 000 mL，并设需浓硫酸的体积为y。

1 L×6 mol·L^－1＝0.24 L×1 mol·L^－1＋0.15 L×3 mol·L^－1＋y×18 mol·L^－1

y＝0.295 L＝295 mL

因为295 mL＋240 mL＋150 mL＝685 mL<1 000 mL，所以可以选用1 000 mL的容量瓶。