Question

3．实验室欲测定一瓶标签破损的稀H₂SO₄的溶质质量分数，现取10g稀硫酸样品，将5%的NaOH溶液逐滴加入到样品中，边加边搅拌，随着NaOH溶液加入，溶液的pH变化如图所示．试回答：
（1）a点溶液中含有的阳离子有Na⁺、H⁺；
（2）当pH=7时，消耗NaOH溶液中溶质的质量为0.8g，若改用16g5%的KOH溶液与相同量的稀盐酸反应，所得溶液的pH＜7 （选填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）计算稀硫酸的溶质质量分数；
（4）若用此硫酸溶液l00g可配制出多少克质量分数为4.9%的稀硫酸，需加水多少克？

Answer 1

分析 （1）根据溶液的pH、稀H₂SO₄与NaOH溶液的反应分析溶液中存在的离子；
（2）根据溶质质量分数的计算公式计算；根据40g10%的KOH溶液与相同量盐酸反应的情况解答；
（3）根据稀H₂SO₄与NaOH溶液的反应的方程式，由NaOH的质量求出稀H₂SO₄的溶质稀H₂SO₄的溶质质量分数，再求出稀H₂SO₄的溶质质量分数．
（4）根据加水稀释溶液时溶质质量不变来分析解答．

解答 解：（1）由图示可知，在a点时溶液的pH小于7，说明加入的NaOH完全反应，有剩余的硫酸，所以，溶液中含有的阳离子为：Na⁺、H⁺；
（2）由图示可知，在溶液的pH等于7，消耗的NaOH溶液的质量为16g，溶质的质量为：16g×5%=0.8g；
由图示可知，加入NaOH溶液40g时，溶液的pH等于7，用40g10%的KOH溶液与相同量盐酸反应，
NaOH+HCl═NaCl+H₂O   KOH+HCl═KCl+H₂O
40  36.5                           56    36.5
由此可知，40g10%的KOH溶液被完全消耗，盐酸有剩余，pH小于7；
（3）10g稀硫酸样品含有H₂SO₄的质量为x
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
 80         98
 0.8g         x
$\frac{80}{0.8g}=\frac{98}{x}$
解得：x=0.98g
稀H₂SO₄的溶质质量分数为$\frac{0.98g}{10g}$×100%=9.8%；
（4）设可配制出质量分数为4.9%的稀硫酸的质量为x，
100g×9.8%=4.9%x
  x=200g
需要加水：200g-100g=100g，
故答案为：（1）Na⁺、H⁺；
（2）0.8；＜；
（3）稀H₂SO₄的溶质质量分数是9.8%；
（4）可配制出质量分数为4.9%的稀硫酸的质量是200g；需要加水100g．

点评 此题是一道结合图象的计算题，解题时找到pH=7的恰好反应点，并利用化学方程式的计算进行解决是解题的突破口．