Question

13．實驗室要配制2.5mol/L 的稀硫酸溶液90mL，回答下列問題：
（1）用量筒量取質量分數(shù)為98%，密度為1.84g/cm³的濃硫酸13.6mL．
（2）配制時，必須使用的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還缺少的儀器是100mL容量瓶、膠頭滴管．
（3）配制溶液的過程中，其他操作都正確，下列操作會使所配溶液濃度偏高的是AB．
A．量取濃硫酸時，仰視讀數(shù)
B．洗滌量取濃H₂SO₄后的量筒，并將洗滌液轉移到容量瓶中
C．稀釋硫酸時，有溶液濺到桌面上
D．沒有洗滌稀釋硫酸的燒杯和玻璃棒
E．定容搖勻后，發(fā)現(xiàn)液面低于標線，又用膠頭滴管加蒸餾水至標線
F．容量瓶不干燥
（4）從容量瓶中取該溶液40mL，與5mol/L的NaOH溶液40mL恰好完全反應，反應后溶液中的c（Na⁺）=2.5mol/L（忽略溶液混合過程中的體積變化）

Answer 1

分析 （1）配制2.5mol/L 的稀硫酸溶液90mL，應選擇100mL容量瓶，依據C=$\frac{1000ρω}{M}$計算質量分數(shù)為98%，密度為1.84g/cm³的濃硫酸的物質的量濃度，依據溶液稀釋過程中溶質是物質的量保持不變計算需要濃硫酸的體積；
（2）根據配制溶液的實驗操作過程選擇所用儀器；
（3）根據c=$\frac{n}{V}$可得，一定物質的量濃度溶液配制的誤差都是由溶質的物質的量n和溶液的體積V引起的，誤差分析時，關鍵要看配制過程中引起n和V怎樣的變化；若n比理論值小，或V比理論值大時，都會使所配溶液濃度偏��；若n比理論值大，或V比理論值小時，都會使所配溶液濃度偏大；
（4）根據n=cV計算出硫酸的物質的量，再計算出含有氫離子的物質的量，從而可知消耗氫氧化鈉的物質的量，再根據V=$\frac{n}{C}$計算出消耗氫氧化鈉溶液的體積；根據c=$\frac{n}{V}$計算出鈉離子的濃度．

解答 解：（1）實驗室無90ml容量瓶，須按100ml容量瓶計算，根據C濃×V濃=C稀×V稀，2.5mol/L×0.1L=$\frac{VmL×1.84g/c{m}^{3×}98%}{98g/mol}$，解得V=13.6mL，
故答案為：13.6；
（2）配制步驟有計算、量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般量筒量取濃硫酸，把濃硫酸倒入燒杯進行溶解，冷卻后轉移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，配成100mL溶液，所以需要的儀器有玻璃棒、天平、藥匙、燒杯、膠頭滴管、100mL容量瓶，所以還需要膠頭滴管、100mL容量瓶，
故答案為：膠頭滴管、100mL容量瓶；
（3）A．量取濃硫酸時，仰視讀數(shù)，導致量取的濃硫酸體積偏大，溶質硫酸的物質的量偏大，溶液濃度偏高，故A選；
B．洗滌量取濃H₂SO₄后的量筒，并將洗滌液轉移到容量瓶中，導致量取的濃硫酸體積偏大，溶質硫酸的物質的量偏大，溶液濃度偏高，故B選；
C．稀釋硫酸時，有溶液濺到桌面上，導致部分溶質損耗，溶質的物質的量偏小，溶液濃度偏低，故C不選；
D．沒有洗滌稀釋硫酸的燒杯和玻璃棒，導致溶質部分溶質損耗，溶質的物質的量偏小，溶液濃度偏低，故D不選；
E．定容搖勻后，發(fā)現(xiàn)液面低于標線，又用膠頭滴管加蒸餾水至標線，導致溶液體積偏大，溶液濃度偏低，故E不選；
F．容量瓶不干燥，對溶質的物質的量和溶液體積都不會產生影響，溶液濃度不變，故F不選；
故選：AB；
（4）40mL 2.5mol/L的稀硫酸中含有氫離子的物質的量為：2.5mol/L×2×0.04L=0.2mol，發(fā)生中和反應需要消耗0.2molNaOH，消耗5mol/L的氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{0.2mol}{5mol/L}$=0.04L=40mL；
混合液體積為40mL+40mL=80mL=0.08L，混合液中含有鈉離子的物質的量為0.2mol，則反應后鈉離子濃度為：$\frac{0.2mol}{0.08L}$=2.5mo/L，
故答案為：40；2.5mol∕L．

點評 本題考查了一定物質的量濃度溶液的配制方法，題目難度中等，明確配制一定物質的量濃度的溶液方法為解答關鍵，注意掌握誤差分析的方法與技巧，試題培養(yǎng)了學生的學生的化學實驗能力．