Question

12．已知硫酸溶液的质量分数越大时，其溶液的密度越大且密度都大于1g/ml，现将90%和10%的两种H₂SO₄溶液等体积混合后，溶液的质量分数为（　　）

• A． 大于50%
• B． 等于50%
• C． 小于50%
• D． 无法确定

Answer 1

分析 设质量分数分别为10%与90%的硫酸溶液的密度分别为xg/mL、yg/mL，硫酸溶液的密度随浓度增大而增大，所以x＜y．假定体积为VmL，混合后溶质质量为混合前两溶液中溶质质量之和，混合后溶液质量为混合前溶液质量之和，根据质量分数定义用x、y表示出混合后的质量分数，结合密度关系判断．

解答 解：设质量分数分别为10%与90%的硫酸溶液的密度分别为xg/mL、yg/mL，硫酸溶液的密度随浓度增大而增大，所以x＜y．
假定体积为VmL，则10%硫酸溶液的质量为VmL×xg/mL=Vxg，溶质硫酸的质量为：Vxg×10%=0.1Vxg；
90%的硫酸溶液的质量为VmL×yg/mL=Vyg，溶质硫酸的质量为：Vyg×90%=0.9Vyg；
则混合后硫酸的溶质质量分数为：$\frac{0.1Vxg+0.9Vyg}{Vxg+Vyg}$×100%=$\frac{0.1x+0.1y+0.8y}{x+y}$×100%=10%+$\frac{0.8y}{x+y}$×100%=10%+80%×$\frac{1}{1+\frac{x}{y}}$，
由于x＜y，所以$\frac{x}{y}$＜1，则1+$\frac{x}{y}$＜2，80%×$\frac{1}{1+\frac{x}{y}}$＞40%，
所以混合液中溶质质量分数：10%+80%×$\frac{1}{1+\frac{x}{y}}$＞50%，
故选A．

点评 本题考查溶质质量分数的计算，题目难度中等，注意掌握溶质质量分数的概念及计算方法，明确硫酸的浓度越大、密度越大为解答关键，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．