993、某工厂常用1体积的浓硫酸(密度为1.84g/cm³,溶质的质量分数为98%)和7体积蒸馏水混合来配制体积比浓度为1:7的稀硫酸,该稀硫酸中溶质的质量分数最接近于( )

这是一道关于溶液稀释计算的化学题。我们需要根据质量分数的定义，结合密度和体积关系，计算混合后稀硫酸中溶质的质量分数。 ### 1. 明确计算公式 溶质的质量分数（$\omega$）计算公式为： $$ \omega = \frac{m_{\text{溶质}}}{m_{\text{溶液}}} \times 100\% $$ 其中： - $m_{\text{溶质}}$ 是混合前浓硫酸中纯硫酸（$H_2SO_4$）的质量。 - $m_{\text{溶液}}$ 是混合后溶液的总质量（浓硫酸质量 + 水的质量）。 ### 2. 设定变量与提取数据 为了方便计算，我们可以假设浓硫酸的体积为 $V$。 根据题意： - **浓硫酸**： - 体积 $V_{\text{酸}} = 1 \times V = V$ - 密度 $\rho_{\text{酸}} = 1.84 \, \text{g/cm}^3$ - 质量分数 $\omega_{\text{酸}} = 98\%$ - **蒸馏水**： - 体积 $V_{\text{水}} = 7 \times V = 7V$ - 密度 $\rho_{\text{水}} \approx 1 \, \text{g/cm}^3$ （水的密度通常取 $1 \, \text{g/cm}^3$） ### 3. 逐步计算 #### 第一步：计算浓硫酸中溶质（纯硫酸）的质量 首先计算浓硫酸溶液的总质量： $$ m_{\text{浓硫酸}} = \rho_{\text{酸}} \times V_{\text{酸}} = 1.84 \, \text{g/cm}^3 \times V \, \text{cm}^3 = 1.84V \, \text{g} $$ 然后计算其中纯硫酸（溶质）的质量： $$ m_{\text{溶质}} = m_{\text{浓硫酸}} \times \omega_{\text{酸}} = 1.84V \times 98\% $$ $$ m_{\text{溶质}} = 1.84V \times 0.98 = 1.8032V \, \text{g} $$ #### 第二步：计算加入水的质量 $$ m_{\text{水}} = \rho_{\text{水}} \times V_{\text{水}} = 1 \, \text{g/cm}^3 \times 7V \, \text{cm}^3 = 7V \, \text{g} $$ #### 第三步：计算混合后溶液的总质量 $$ m_{\text{总}} = m_{\text{浓硫酸}} + m_{\text{水}} $$ $$ m_{\text{总}} = 1.84V + 7V = 8.84V \, \text{g} $$ *(注：这里假设混合过程中体积变化对质量守恒无影响，质量是直接相加的)* #### 第四步：计算稀硫酸的溶质质量分数 $$ \omega_{\text{稀}} = \frac{m_{\text{溶质}}}{m_{\text{总}}} \times 100\% $$ $$ \omega_{\text{稀}} = \frac{1.8032V}{8.84V} \times 100\% $$ 消去变量 $V$： $$ \omega_{\text{稀}} = \frac{1.8032}{8.84} \times 100\% $$ 进行除法运算： $$ \frac{1.8032}{8.84} \approx 0.20398 $$ 转化为百分数： $$ \omega_{\text{稀}} \approx 20.4\% $$ ### 4. 结论分析 计算结果约为 $20.4\%$。对比选项： A. 10% B. 15% C. 20% D. 25% $20.4\%$ 最接近于 **20%**。 故正确答案为 **C**。