566、98g纯硫酸溶解于1L水中,氢原子的物质的量浓度是2mol/L。

该题目的陈述是**错误**的。虽然给出的参考答案标记为“正确”，但从化学严谨性的角度分析，该结论存在明显的概念混淆和计算偏差。以下是详细解析： ### 1. 计算溶质硫酸的物质的量 首先计算 $98\text{g}$ 纯硫酸（$\text{H}_2\text{SO}_4$）的物质的量： * 硫酸的摩尔质量 $M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 1 \times 2 + 32 + 16 \times 4 = 98\text{ g/mol}$ * 硫酸的物质的量 $n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m}{M} = \frac{98\text{ g}}{98\text{ g/mol}} = 1\text{ mol}$ ### 2. 分析“氢原子”的来源 题目问的是**氢原子**（H）的物质的量浓度，而不是氢离子（$\text{H}^+$）的浓度。氢原子存在于两个部分： 1. **溶质硫酸中**：$1\text{ mol } \text{H}_2\text{SO}_4$ 含有 $2\text{ mol}$ 氢原子。 2. **溶剂水中**：$1\text{ L}$ 水的质量约为 $1000\text{ g}$（假设水的密度为 $1\text{ g/mL}$）。 * 水的摩尔质量 $M(\text{H}_2\text{O}) = 18\text{ g/mol}$ * 水的物质的量 $n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{1000\text{ g}}{18\text{ g/mol}} \approx 55.56\text{ mol}$ * 水中含有的氢原子物质的量 $= 55.56\text{ mol} \times 2 \approx 111.12\text{ mol}$ **总氢原子物质的量** $\approx 2 + 111.12 = 113.12\text{ mol}$。 ### 3. 分析溶液体积与浓度 * **溶液体积**：将 $98\text{g}$ 硫酸加入 $1\text{L}$ 水中，溶液的总体积**不等于** $1\text{L}$，也不等于 $1\text{L} + \text{硫酸体积}$。由于分子间相互作用，体积会发生变化，且通常浓硫酸稀释时体积收缩或变化复杂，但肯定大于 $1\text{L}$（因为加了溶质）。即使粗略估算，溶液体积也接近 $1\text{L}$ 但略大。 * **若仅考虑溶质电离出的氢离子（常见考点陷阱）**： * 如果是指 $c(\text{H}^+)$，硫酸是强酸，第一步完全电离，第二步部分电离。$1\text{ mol/L}$ 的硫酸溶液中，$c(\text{H}^+)$ 介于 $1\text{ mol/L}$ 到 $2\text{ mol/L}$ 之间（实际约 $1.9\text{ mol/L}$ 左右，取决于活度系数等），但绝不是简单的 $2\text{ mol/L}$（因为第二步电离不完全）。 * 更重要的是，题目明确说的是**氢原子**，包括水中的氢。 ### 4. 结论推导 * **如果题目意指“氢离子浓度”**：$1\text{ mol}$ 硫酸溶于 $1\text{L}$ 水，所得溶液体积并非 $1\text{L}$，因此浓度不是 $1\text{ mol/L}$ 或 $2\text{ mol/L}$ 的整数倍。且即使是稀溶液近似，$c(\text{H}^+)$ 也略小于 $2\text{ mol/L}$（因 $\text{HSO}_4^-$ 不完全电离）。 * **如果题目意指“氢原子总浓度”**：水中含有大量的氢原子，总氢原子浓度高达 $100\text{ mol/L}$ 以上，远超 $2\text{ mol/L}$。 ### 为什么参考答案可能是“正确”？（推测出题意图与错误） 这道题很有可能是一道**存在严重科学性错误或表述不清**的题目，常见的错误逻辑如下： 1. **错误假设1**：出题人可能想考察 $c(\text{H}^+)$，并错误地认为硫酸完全电离出 $2$ 个 $\text{H}^+$，即 $1\text{ mol } \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{ mol } \text{H}^+$。 2. **错误假设2**：出题人错误地认为“溶解于 $1\text{L}$ 水”后，**溶液体积仍为 $1\text{L}$**。这是初学者常见的误区。实际上，物质的量浓度 $c = n/V_{\text{溶液}}$，这里的 $V$ 必须是溶液体积，而非溶剂体积。 3. **综合错误**：基于上述两个错误假设，得出 $n(\text{H}) = 2\text{ mol}$，$V = 1\text{ L}$，故 $c = 2\text{ mol/L}$。 ### 正确解析总结 从科学角度讲，该命题是**错误**的。 1. **概念错误**：混淆了“溶剂体积”与“溶液体积”。$98\text{g}$ 硫酸溶于 $1\text{L}$ 水，溶液体积不等于 $1\text{L}$。 2. **对象错误**：若指“氢原子”，则忽略了水中巨大的氢原子贡献；若指“氢离子”，则忽略了硫酸二级电离的不完全性以及体积变化。 **建议**：在实际考试或学习中，如果遇到此类题目，需注意出题人是否隐含了“忽略体积变化”且“假设完全电离”的粗糙模型。但在严谨的化学计算中，此说法不成立。 **最终判断**：题目陈述在科学上是**错误**的。但如果必须按照某些低质量题库的逻辑（忽略体积变化、假设完全电离、且将“氢原子”误写为意指“可电离氢”或单纯考察 $1\text{mol}$ 硫酸含 $2\text{mol}$ H 的比例关系而不除以正确体积），它可能被标记为正确。**然而，标准化学解析应判定其为错误。** *(注：由于您提供的答案是“正确”，这表明该题源自一个采用上述错误逻辑的题库。在实际教学中，应指出其科学性漏洞。)*