喻婷婷
將相同溶質(zhì)的兩種不同濃度溶液進行混合,在高考中成為??嫉闹R點。在江蘇高考中曾連續(xù)三年考查了將不同濃度的兩溶液進行等體積混合后的濃度的變化,在三年中以不同的載體,如氨水、硫酸、酒精等進行了考查。相同溶質(zhì)的兩種不同濃度溶液相混合,主要有兩種考查方式,一種是將不同濃度的兩溶液等質(zhì)量混合;另一種是將不同濃度的兩溶液等體積混合。本文重點討論后一種情況,即不同濃度的兩溶液等體積混合,但等體積混合通常是以等質(zhì)量混合為基礎(chǔ)進行討論,所以本文就這兩類不同的問題進行相應(yīng)的討論。
一、等質(zhì)量混合不同濃度的兩溶液
由于在溶液混合過程中,質(zhì)量是守恒的,也就是說質(zhì)量具有加和性。因而將兩溶液等質(zhì)量混合后,其實溶質(zhì)質(zhì)量等于兩溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量總和,溶液質(zhì)量也等于兩溶液質(zhì)量總和,從而就可以簡單得到溶液的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)為兩溶液質(zhì)量分數(shù)的總和除以2。即設(shè)兩溶液質(zhì)量分數(shù)分別為w1、w2,設(shè)所取溶液質(zhì)量為m,則可得混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)w3=(w1×m+w2×m)/2m=(w1+w2)/2。
例1有甲、乙兩種H2SO4(aq),甲中H2SO4的質(zhì)量分數(shù)為3a%,乙中H2SO4的質(zhì)量分數(shù)為a%,取甲、乙兩溶液等質(zhì)量混合,攪拌均勻后所得H2SO4(aq)中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)( )。
A.>2a% B.<2a%
C.=2a% D.無法確定
解析可設(shè)分別取兩溶液質(zhì)量為m g,則可得混合后的質(zhì)量分數(shù)為:
(m g×3a%+m g×a%)/2m=2a%,所以選C。
二、等體積混合不同質(zhì)量分數(shù)的兩溶液
由于在溶液的混合過程中,體積是不守恒的,也就是說體積不具有加和性。因而將兩溶液進行等體積混合的情況要比等質(zhì)量混合復(fù)雜一些。等體積混合溶液時的體積不守恒,所以是不能直接運算的,所以我們?nèi)匀皇菍⒌润w積的情況進行轉(zhuǎn)化,形成仍然用質(zhì)量進行討論,才能得到最終的結(jié)果。而從體積換算到質(zhì)量則需要用到密度,所以在等體積混合溶液時,需要考慮的是溶液的密度及密度與濃度的關(guān)系。
中學(xué)討論的都是水溶液,所以我們將溶液的密度分為兩類,一類是溶液密度小于水的密度(ρ<1 g/mL),此類溶液的密度隨著溶液濃度的增
pH或pOH越小,則α0越大。pH或pOH相等,則α0
相等。(說明:弱酸弱堿形成的鹽比較復(fù)雜,不予討
論。)
利用上述規(guī)律,可以比較準確的判斷有關(guān)此類
問題。
例225℃時,在4種溶液(1)pH=4的
NH4Cl溶液、(2)pH=3的FeCl3溶液、(3)
pH=12的CH3COONa溶液、(4)pH=10的
Na2CO3溶液中,水的電離度分別為α1、α2、α3、α4,
則下列關(guān)系式正確的是( )。
A.α3>α4>α2>α1B.α1>α2>α4>α3
C.α3>α2>α1=α4D.α2>α3>α1=α4
解析pH=12的CH3COONa溶液的
pOH=14-12=2。pH=10的Na2CO3溶液的
pOH=14-10=4。依據(jù)在鹽溶液中pH或pOH
越小α0越大,pH=pOH則α0相等,可知:
α3>α2>α1=α4。選C。
例3室溫下,0.1 mol/L的下列溶液中,水
的電離度大小排列正確的是( )。
①AICl3 ②NaNO3 ③NaOH ④H2SO4
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③
C.④>③>②>①D.②>①>③>④
解析①②是鹽溶液,③④是酸堿溶液,所
以①②中α0比③④中α0大。
AICl3水解pH<7,NaNO3不水解pH=7,
故①中α0大于②中α0。0.1 mol/L NaOH溶液
pH=13,pOH=1,0.1 mol/L H2SO4溶液pH<1,
依據(jù)酸堿溶液中pH或pOH越小α0越小,可知
④中α0小于③中α0。綜上所述,①>②>③
>④,所以應(yīng)選A。