Question

某化學實驗小組從商店買回的濃硫酸試劑標簽的部分內容破損．由于試劑瓶口密封簽已破損，他們懷疑該硫酸的質量分數與標簽不符，決定開展研究．部分破損標簽內容為硫酸：化學純（CP）　品名：硫酸，化學式：H₂SO₄  相對分子質量：98，質量分數：98%  密度：1.98g/cm³．
甲同學認為，可以用一種精密儀器測量該溶液的c（H⁺），若c（H⁺）=36.8mol?L^-1，則該溶液的質量分數為98%．
乙同學認為，即使有精密的儀器，甲同學的方案也不行，建議用重量分析法來測定．具體設想：取一定體積的該硫酸與足量氯化鋇溶液反應，過濾、洗滌、干燥沉淀，稱量沉淀的質量．
丙同學則建議用中和滴定法進行測定，設想如下：①準確量取一定體積的硫酸，用適量的水稀釋；②往稀釋后的溶液中滴入幾滴指示劑；③用堿式滴定管量取標準濃度的氫氧化鈉溶液滴定，直到出現滴定終點為止；④記錄消耗的氫氧化鈉溶液的體積．
請回答下列問題：（1）乙同學推測甲同學的方案不可行的理由是

 

（2）乙同學的方案的關鍵操作有兩點：①確保SO

2- 4

完全沉淀；②洗滌沉淀，確保沉淀不含雜質．在實際中，洗滌沉淀的操作方法是

 

；，
設計簡單實驗檢驗SO

2- 4

是否完全沉淀：

 

（3）在丙同學的方案中步驟②用到的指示劑是

 

；達到滴定終點的標志是

 

．
（4）丙同學的方案中，下列操作對測定結果的影響無法確定的是

 

．
①在滴定前未用NaOH標準溶液潤洗滴定管，②滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后滴定管尖嘴部分仍有氣泡，③錐形瓶用蒸餾水洗凈后，沒有用待測液潤洗，④滴定前，仰視讀數，滴定后，仍仰視讀數，⑤滴定前，仰視讀數，滴定后俯視讀數
（5）丙同學在實驗中，分別取等體積原硫酸，用NaOH溶液滴定三次，終點時，得到的NaOH溶液體積如下表所示：，

實驗序號	硫酸體積	NaOH溶液體積	NaOH溶液濃度
①	5.00mL	35.65mL	5.00mol?L-1
②	5.00mL	39.65mL	5.00mol?L-1
③	5.00mL	35.55mL	5.00mol?L-1

通過計算，確認該濃硫酸質量分數與標簽是否相符？

 

（填“相符”或“不相符”），理由（計算步驟）是

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,化學實驗方案的評價

專題：實驗設計題

分析：（1）濃硫酸含水少，硫酸基本不電離，主要以分子形式存在；
（2）洗滌沉淀的操作方法是通過玻璃棒引流，向過濾器中注入蒸餾水，浸沒沉淀，待水自行流出后，再注入蒸餾水，重復多次直到沉淀洗凈為止；檢驗SO₄^2-是否完全沉淀是取上層清液，滴加氯化鋇（或硝酸鋇等）溶液，若產生白色沉淀，則說明SO₄^2-沒有完全沉淀，若不產生白色沉淀，則說明SO₄^2-已完全沉淀；
（3）氫氧化鈉滴定硫酸用酚酞試液作指示劑；達到滴定終點的標志是當滴入最后一滴，溶液由無色變成粉紅色，且半分鐘內不褪色；
（4）根據C（H₂SO₄）=

C(NaOH)V(NaOH)

2V(H 2SO 4)

來判斷；
（5）根據實驗數據舍去誤差大的數據（V_NaOH=39.65 mL），可得V（NaOH）=

35.65mL+35.55mL

2

=35.60 mL，根據標簽數據計算得濃硫酸的物質的量濃度為c（H₂SO₄）=

1000×1.98×98%

98×1

 mol?L^-1=19.8mol?L^-1，根據中和滴定測得濃硫酸的濃度為c（H₂SO₄）=

35.60×10-3×5.00

2×5.00×10-3

mol?L^-1=17.8mol?L^-1＜19.8mol?L^-1，所以不相符．

解答： 解：（1）濃硫酸含水少，硫酸基本不電離，主要以分子形式存在，所以測不出氫離子濃度，故答案為：濃硫酸含水少，硫酸主要以分子形式存在；
（2）洗滌沉淀的操作方法是通過玻璃棒引流，向過濾器中注入蒸餾水，浸沒沉淀，待水自行流出后，再注入蒸餾水，重復多次直到沉淀洗凈為止；檢驗SO₄^2-是否完全沉淀是取上層清液，滴加氯化鋇（或硝酸鋇等）溶液，若產生白色沉淀，則說明SO₄^2-沒有完全沉淀，若不產生白色沉淀，則說明SO₄^2-已完全沉淀；
故答案為：通過玻璃棒引流，向過濾器中注入蒸餾水，浸沒沉淀，待水流出后，再注入蒸餾水，重復多次直到沉淀洗凈為止；在上層清液中滴加氯化鋇（或硝酸鋇等）溶液，若產生白色沉淀，則說明SO₄^2-沒有完全沉淀，若不產生白色沉淀，則說明SO₄^2-已完全沉淀；
（3）氫氧化鈉滴定硫酸用酚酞試液作指示劑；達到滴定終點的標志是當滴入最后一滴，溶液由無色變成粉紅色，且半分鐘內不褪色；
故答案為：酚酞試液；當滴入最后一滴，溶液由無色變成粉紅色，且半分鐘內不褪色；
（4）①在滴定前未用NaOH標準溶液潤洗滴定管，則導致氫氧化鈉的濃度被稀釋，所以滴下的氫氧化鈉偏大，硫酸濃度偏大；
②滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后滴定管尖嘴部分仍有氣泡，無法判斷；
③錐形瓶用蒸餾水洗凈后，沒有用待測液潤洗，對氫氧化鈉的量沒有影響，所以硫酸濃度不變；
④滴定前，仰視讀數，滴定后，仍仰視讀數，無法判斷體積變化；
⑤滴定前，仰視讀數，滴定后俯視讀數，讀數比真實值偏小，故硫酸濃度偏小；
故答案為：②④；
（5）根據實驗數據舍去誤差大的數據（V_NaOH=39.65 mL），可得V（NaOH）=

35.65mL+35.55mL

2

=35.60 mL，根據標簽數據計算得濃硫酸的物質的量濃度為c（H₂SO₄）=

1000×1.98×98%

98×1

 mol?L^-1=19.8mol?L^-1，根據中和滴定測得濃硫酸的濃度為c（H₂SO₄）=

35.60×10-3×5.00

2×5.00×10-3

mol?L^-1=17.8mol?L^-1＜19.8mol?L^-1，所以不相符；故答案為：不相符；舍去誤差大的數據（V_NaOH=39.65 mL），可得V（NaOH）=

35.65mL+35.55mL

2

=35.60 mL，根據標簽數據計算得濃硫酸的物質的量濃度為c（H₂SO₄）=

1000×1.98×98%

98×1

 mol?L^-1=19.8mol?L^-1，根據中和滴定測得濃硫酸的濃度為c（H₂SO₄）=

35.60×10-3×5.00

2×5.00×10-3

mol?L^-1=17.8mol?L^-1＜19.8mol?L^-1，

點評：本題主要考查了硫酸濃度的測定實驗，著重考查洗滌，沉淀是否完全的具體操作以及中和滴定實驗的操作，計算，誤差分析等，難度不大．