Question

14．某學生欲配制6.0mol•L^-1的H₂SO₄溶液950mL，實驗室有三種不同濃度的硫酸：①480mL 0.5mol•L^-1 的硫酸；②150mL 25%的硫酸（ρ=1.18g•mL^-1）；③足量的18mol•L^-1 的硫酸．有三種規格的容量瓶：250mL、500mL、1000mL．老師要求把①②兩種硫酸全部用完，不足的部分由③來補充． 請回答下列問題：
（1）實驗所用25%的硫酸的物質的量濃度為3.0mol•L^-1（保留1位小數）．
（2）配制該硫酸溶液應選用容量瓶的規格為1000mL．
（3）配制時，該同學的操作順序如下，請將操作步驟B、D補充完整．
A．將①②兩溶液全部在燒杯中混合均勻；
B．用量筒準確量取所需的 18mol•L^-1的硫酸295mL，沿玻璃棒倒入上述混合液中．并用玻璃棒攪拌，使其混合均勻；
C．將混合均勻的硫酸沿玻璃棒注入所選的容量瓶中；
D．用適量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2～3次，洗滌液均注入容量瓶中；
E．輕輕搖動，繼續向容量瓶中加水，直到液面接近刻度線1～2cm處；
F．改用膠頭滴管加水，使溶液的凹液面最低點恰好與刻度線相切；
G．將容量瓶蓋緊，振蕩，搖勻．
（4）如果省略操作D，對所配溶液濃度有何影響？偏小（填“偏大”“偏小”或“無影響”）．
（5）進行操作C前還需注意將稀釋后的硫酸冷卻．

Answer 1

分析 （1）依據c=$\frac{1000ρω%}{M}$計算25%的硫酸的物質的量濃度，設需要濃硫酸的體積為V，依據稀釋前后溶液中所含溶質的物質的量不變計算所需濃硫酸的體積V；
（2）依據所配溶液的體積選擇合適的容量瓶；
（3）B．所配溶液所需的硫酸的物質的量等于①②兩種硫酸溶液含硫酸的總的物質的量加③提供硫酸的物質的量，所以③提供硫酸的物質的量等于所需硫酸總的物質的量減去①②兩種硫酸溶液含硫酸的總的物質的量，依據V=$\frac{n}{C}$計算體積；
D．燒杯壁和玻璃棒上都沾有硫酸，為保證全部將溶質轉移到容量瓶，應進行洗滌，將洗滌液全部轉移到容量瓶中；
（4）依據C=$\frac{n}{V}$，分析D操作對n的影響；
（5）容量瓶為精密儀器，物質在溶解或者稀釋會放出大量的熱．

解答 解：（1）25%的硫酸的物質的量濃度c=$\frac{1000ρω%}{M}$=$\frac{1000×1.18×25%}{98}$=3.0mol/L，故答案為：3.0；
（2）由題意某學生欲配制6.0mol/L的H₂SO₄ 950mL，而實驗室無950mL容量瓶，故所以應選擇1000mL的容量瓶，故答案為：1000；
（3）欲配制6.0mol/L的H₂SO₄ 1000mL所需硫酸的物質的量=6.0mol/L×1L=6.0mol，①480mL 0.5mol/L的硫酸中含硫酸的物質的量為0.5mol/L×0.48L=0.24mol；②150mL 25%的硫酸（ρ=1.18g/mL）含硫酸的物質的量為3.0mol/L×0.15L=0.45mol，6.0mol-0.24mol-0.45mol=5.31mol，所以需要18mol/L的硫酸的體積V=$\frac{n}{c}$=$\frac{5.31mol}{18mol/L}$=0.2950L，即295.0mL；
故答案為：295.0；
D．燒杯和玻璃棒，正確的實驗操作是：用適量的水洗滌燒杯和玻璃棒2～3次，洗滌液均注入容量瓶中；
故答案為：用適量的水洗滌燒杯和玻璃棒2～3次，洗滌液均注入容量瓶中；
（4）依據C=$\frac{n}{V}$，如果省略操作D，則溶質的物質的量n將會偏小，所配溶液的濃度將會偏小，故答案為：偏小；
（5）容量瓶不能受熱，故應將將稀釋后的硫酸冷卻，故答案為：將稀釋后的硫酸冷卻．

點評 本題考查溶液濃度的計算和一定物質的量濃度溶液的配制，題目難度不大，本題注意配制溶液的操作步驟、儀器以及注意事項，是中學階段重要的定量實驗．