Question

6．現用質量分數為98%、密度為1.84g•cm^-3的濃H₂SO₄來配制500mL0.2mol•Lˉ¹的稀H₂SO₄．可供選擇的儀器有：①玻璃棒 ②燒瓶 ③燒杯 ④膠頭滴管 ⑤量筒⑥容量瓶 ⑦托盤天平 ⑧藥匙．請回答下列問題：
（1）上述儀器中，在配制稀H₂SO₄時用不到的有②⑦⑧（填代號）．
（2）經計算，需濃H₂SO₄的體積為5.4mL．
現有①10mL  ②50mL  ③100mL三種規格的量筒，應選用的量筒是①（填代號）．
（3）在配制過程中，其他操作都準確，下列操作中會造成硫酸物質的量濃度偏高的有①③⑥（填代號）．
①洗滌量取濃H₂SO₄后的量筒，并將洗滌液轉移到容量瓶中
②轉移前，容量瓶中含有少量蒸餾水
③未等稀釋后的H₂SO₄溶液冷卻至室溫就轉移到容量瓶中
④定容時，加蒸餾水超過標線，又用膠頭滴管吸出
⑤定容搖勻后，發現液面低于標線，又用膠頭滴管加蒸餾水至標線
⑥定容時，俯視標線
（4）取一定量的銅片與100mL 18mol/L 的濃H₂SO₄充分反應，如果該反應過程中轉移了0.2mol電子，生成的A氣體在標準狀況下體積為2.24L （假設氣體全部逸出）．
將反應后所得到的溶液與足量Ba（OH）₂溶液充分反應．請寫出此過程發生的反應的離子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓、Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓．
計算反應后所得沉淀的質量為405.9g（保留到0.1g）．

Answer 1

分析 （1）根據配制一定物質的量濃度溶液的操作步驟選取實驗儀器；
（2）依據C=$\frac{1000ρω}{M}$計算濃硫酸的物質的量濃度，根據溶液稀釋前后溶質的物質的量不變計算所需濃硫酸溶液的體積；根據濃硫酸的體積選取量筒，注意所選量筒的容積應稍大于或等于量取溶液的體積；
（3）依據配制一定物質的量濃度溶液的操作步驟判斷；分析不當操作對溶質的物質的量和溶液的體積的影響，依據C=$\frac{n}{V}$進行誤差分析；
（4）依據方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O計算解答；
將反應后所得到的溶液與足量Ba（OH）₂溶液充分反應，氫氧化鋇首先與剩余的硫酸反應，然后與生成的硫酸銅反應，依據方程式計算生成硫酸鋇沉淀、氫氧化銅沉淀的質量．

解答 解：（1）配制一定物質的量濃度硫酸溶液的一般步驟有：量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用量筒量取濃硫酸溶液在燒杯中稀釋，冷卻后轉移到500mL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，所以需要的儀器有玻璃棒、量筒、膠頭滴管、小燒杯、500ml容量瓶，所以用不到的儀器有燒瓶、托盤天平、藥匙；
故答案為：②⑦⑧；
（2）質量分數98%密度為1.84g•cm^-3濃H₂SO₄的物質的量濃度=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$=18.4mol/L；設需要濃硫酸溶液的體積為V，0.2mol•L^-1×500ml=V×18.4mol/L，
解得：V=5.4ml，應選擇10ml量筒；
故答案為：5.4ml；①；
（3）①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，溶質的物質的量偏大，溶液濃度偏高，故選；
②轉移前，容量瓶中含有少量蒸餾水，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，故不選；
③未等稀釋后的H₂SO₄溶液冷卻至室溫就轉移到容量瓶中，冷卻后，溶液體積偏小，溶液濃度偏低，故不選；
④定容時，加蒸餾水超過標線，又用膠頭滴管吸出，導致溶質部分損耗，溶質的物質的量偏小，溶液濃度偏低，故不選；
⑤定容搖勻后，發現液面低于標線，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，故不選；
⑥定容時，俯視標線，導致溶液體積偏小，溶液濃度偏高，故選；
故選：①③⑥；
（4）依據方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知，轉移2mol電子生成1mol二氧化硫，則該反應過程中轉移了0.2mol電子，生成0.1mol二氧化硫，生成的A氣體在標準狀況下體積為2.24L；
將反應后所得到的溶液與足量Ba（OH）₂溶液充分反應，此過程發生的反應的離子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓、Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓反應后所得沉淀包括硫酸鋇和氫氧化銅，已知n（H₂SO₄）=0.1L×18mol/L=1.8mol，n（SO₂）=0.1mol，則生成m（BaSO₄）=（1.8mol-0.1mol）×233g/mol=396.1g，
n（CuSO₄）=0.1mol，則m（Cu（OH）₂）=0.1mol×98g/mol=9.8g，
則反應后所得沉淀的質量為396.1g+9.8g=4O5.9g．
故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓、Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓； 405.9．

點評 本題考查了一定物質的量濃度溶液的配制、離子方程式的書寫、有關方程式的計算，明確配制原理及離子方程式書寫方法是解題關鍵，注意誤差分析的方法和技巧，題目難度中等．