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この問題のポイント

モル濃度の意味をしっかり理解し、密度が与えられた状態でのモル濃度の求め方をマスターしよう!

(1)密度が1.83g/cm3ということは、この濃硫酸が、もし1リットルあったら、
1.83×1000 = 1830g
あることになります。

そして、そのうち、実際の硫酸は96.0%なのですから、その1830g中の硫酸の分は、
1830×0.96 = 1756.8g
となります。
つまり、ここまでの計算で求めたのは、「濃硫酸1リットルの中に硫酸がどれだけ含まれているのか」ということです。

さて、モル濃度の単位はmol/lですね。このmol/lという単位の意味は、「1リットルの溶液の中に、何molの溶質が溶けているか」という意味です。たとえば、今回の問題だと、「1リットルの濃硫酸の中に、何molの硫酸が含まれているか」ということになります。

よって、さっき求めた1756.8gが、何molになるかを調べないといけません。問題文に、$\ce{H}$ = 1, $\ce{O}$ = 16, $\ce{S}$ = 32とありましたから、硫酸$\ce{H2SO4}$の物質量は、
1×2+32+16×4 = 98

よって、1756.8gは、モルに換算すると、
1756.8÷98 ≒ 17.9mol

なので、モル濃度は17.9mol/lです。

(2)1リットルの中に含まれる濃硫酸が(1)で17.9molと求まったわけなのですから、20ml中には、
17.9×0.02 ≒ 0.36

よって、答えは0.36molとなります。

(3)水溶液中の溶質の物質量は、希釈などしても変わることはありません。なので、まず、作りたい溶液には硫酸が何mol含まれるかをまずは考えましょう。

0.10mol/lの水溶液が500mlなのですから、
0.10×0.5 = 0.05mol含まれているとなります。

濃硫酸のモル濃度は(1)で求めたとおり、17.9mol/lです。これは(1)でも簡単に説明したとおり、「1リットル中に硫酸は17.9molある」という意味ですね。ということは、硫酸が0.05molだけで済むには1リットルも要らないはずです。どれだけの量で済むのでしょう?

それを$x$リットルとすると、
\( 17.9×x = 0.05 \)
\( x ≒ 0.0028 \)

0.0028リットルですが、問題文では「何ml」と聞かれていましたから、ミリリットルになおすと、2.8mlとなります。

答え.
(1)17.9mol/l
(2)0.36mol
(3)2.8ml