探究兩溶液等體積混合后濃度的變化

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。