Question

10．實驗室配制50g5%的硫酸鈉溶液，提供了如下藥品：硫酸鈉固體，10g10%的硫酸鈉溶液，蒸餾水．
（1）若用固體和蒸餾水配制，需硫酸鈉固體的質量為2.5g．
（2）若用10g 10%的硫酸鈉溶液配制，另需向其中加入硫酸鈉固體的質量為1.5g，蒸餾水的體積為38.5mL．
（3）將上述配置好的50g5%的硫酸鈉溶液通電一段時間，電解后負極產生的氣體為11L，已知氫氣的密度約為0.09g/L．求剩余溶液溶質質量分數．（寫出計算過程，每一步計算結果均保留整數）

Answer 1

分析 （1）溶質的質量=溶液的質量×溶質的質量分數；
（2）所配溶液中溶質的質量=硫酸鈉固體的質量+10g硫酸鈉溶液中溶質的質量，溶劑的質量=溶液的質量-溶質的質量；
（3）據m=ρv求出生成氫氣的質量，并結合方程式求出分解的水的質量，計算出剩余溶液的質量，并據溶質的質量分數計算．

解答 解：（1）若用固體和蒸餾水配制，需硫酸鈉固體的質量為：50g×5%=2.5g；
（2）10g10%的硫酸鈉溶液含有硫酸鈉 的質量是：10g×10%=g，則另需向其中加入硫酸鈉固體的質量為2.5g-1g=1.5g，需要蒸餾水的質量是50g-10g-1.5g=38.5g，由于水的密度是1g/cm³，所以需要水的體積是38.5mL；
（3）電解水負極生成的是氫氣，負極產生的氣體為11L，已知氫氣的密度約為0.09g/L，所以生成氫氣的質量是：11L×0.09g/L=0.99g≈1g；
設分解的水的質量為x
2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
36        4
x         1g
$\frac{36}{4}=\frac{x}{1g}$  解得：x=9g
則剩余溶液的質量是：50g-9g=41g
電解水過程中硫酸鈉的作用是增強水的導電性，本身的質量不變，所以剩余溶液溶質質量分數是：$\frac{50g×5%}{41g}$×100%≈6.1%．
故答案為：（1）2.5g；  （2）1.5；   38.5ml；（3）剩余溶液溶質質量分數是6.1%．

點評 了解溶質的質量分數的計算方法并能靈活的進行公式變形，電解水過程中硫酸鈉的作用是增強水的導電性，本身的質量不變．