Question

将250mL质量分数为98%，密度为1.84g/cm³的浓硫酸稀释到1000mL．
（1）此时溶液中H₂SO₄的物质的量是多少？溶液中H⁺的物质的量浓度是多少？
（2）若将此1000ml的硫酸与足量铝单质反应，产生的气体在标准状况下的体积为多少？

Answer 1

分析：（1）溶液稀释前后，溶质的质量不变，硫酸属于强酸，在水溶液中完全电离；
（2）铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，根据相关数据及其化学方程式可以计算反应生成氢气的质量．

解答：解：（1）250mL质量分数为98%，密度为1.84g/cm³的浓硫酸中硫酸的质量为：
250mL×1.84g/mL×98%=450.8g，
硫酸的摩尔质量是98g/mol，
450.8g硫酸的物质的量为：450.8g÷98g/mol=4.6mol；
硫酸电离的方程式为：H₂SO₄═2H⁺+SO₄^2-，
即1mol硫酸能够电离出2mol氢离子，所以硫酸溶液中，氢离子的浓度是硫酸根离子浓度的2倍，
因为c（H₂SO₄）=4.6mol/L，
所以c（H⁺）=4.6mol/L×2=9.2mol/L，
答：此时溶液中H₂SO₄的物质的量是4.6mol，溶液中H⁺的物质的量浓度是9.2mol/L．
（2）由铝和硫酸反应的化学方程式 2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑ 可知，
3molH₂SO₄～3molH₂，
所以4.6mol硫酸与足量的铝反应能生成4.6mol氢气，
标准状况下氢气的摩尔体积是22.4L/mol，
氢气的体积为：22.4L/mol×4.6mol=103.04L；
答：产生的氢气在标准状况下的体积为103.04L．

点评：溶液稀释前后，溶质质量不变，所以稀释前硫酸的物质的量是多少，稀释后硫酸的物质的量仍然是多少；
硫酸是强酸，在水中完全电离，即硫酸中含有多少摩尔氢，那么电离时就有多少摩尔氢离子．