Question

14．實驗室需要250mL 2mol/L的稀H₂SO₄，現用18.4mol/L的濃H₂SO₄來配制可供選擇的儀器有：①玻璃棒 ②燒瓶 ③燒杯 ④膠頭滴管 ⑤量筒 ⑥托盤天平 ⑦藥匙．
（1）上述儀器中在配制稀H₂SO₄時，還缺少的儀器是250 mL容量瓶．
（2）經計算，需量取濃H₂SO₄的體積為27.2mL．
量取濃硫酸時應選用②（選填①10mL、②50mL、③100mL三種規格）的量筒．
（3）配制溶液過程中下列操作能引起所配溶液濃度偏高是C．
A量取濃硫酸時俯視讀數
B量取濃硫酸后的量筒未洗滌，內壁殘留的溶液未轉移到燒杯中
C未冷卻到室溫就定容
D 定容時仰視讀數
E 定容搖勻后發現液面低于刻度線，繼續用膠頭滴管加水至刻度線
（4）若取40mL所配的稀H₂SO₄，用2mol/L NaOH與之恰好反應完全，配制所需的NaOH溶液需用托盤天平稱取NaOH固體8.0克，可得Na₂SO₄的物質的量為0.08mol．

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）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）分析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H₂SO₄～2NaOH～Na₂SO₄，據此計算需要氫氧化鈉的物質的量、質量，生成硫酸鈉的物質的量．

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250mL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、250ml容量瓶，還缺少的儀器為：250ml容量瓶；
故答案為：250 mL容量瓶；
（2）設需要濃硫酸溶液的體積為V，根據溶液稀釋前后溶質的物質的量不變得：2mol•L^-1×250ml=V×18.4mol/L，解得V=27.2mL；應選擇50ml量筒；
故答案為：27.2mL； ②；
（3）A量取濃硫酸時俯視讀數，導致量取的濃硫酸的體積偏小，硫酸的物質的量偏小，溶液濃度偏低，故A不選；
B量取濃硫酸后的量筒未洗滌，內壁殘留的溶液未轉移到燒杯中，實驗操作正確，溶液濃度準確，故B不選；
C未冷卻到室溫就定容，冷卻后，溶液體積偏小，溶液濃度偏高，故C選；
D 定容時仰視讀數，導致溶液體積偏大，溶液濃度偏低，故D不選；
E 定容搖勻后發現液面低于刻度線，繼續用膠頭滴管加水至刻度線，導致溶液體積偏大，溶液濃度偏低，故E不選；
故選：C；
（4）40mL2mol/L的稀H₂SO₄，中n（H₂SO₄）=2mol/L×0.04L=0.08mol，則：
H₂SO₄～2NaOH～Na₂SO₄，
  1      2      1
 0.08mol0.16mol0.08mol
所以需要氫氧化鈉物質的量為0.16mol，生成硫酸鈉的物質的量為0.08mol；
需要2mol/L NaOH氫氧化鈉的體積V=$\frac{0.16mol}{2mol/L}$=0.08L，則需要配制100mL溶液，需要氫氧化鈉的質量=2mol/L×40g/mol×0.1L=8.0g；
故答案為：8.0；0.08mol．

點評 本題考查了配制一定物質的量濃度溶液及有關方程式的計算，明確配制原理和過程是解題關鍵，注意容量瓶、量筒的選擇，題目難度中等．