Question

20．欲用98%的濃硫酸（ρ=1.84g•cm^-3）配制成濃度為0.5mol•L^-1的稀硫酸450mL．
（1）選用的主要儀器有：量筒、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管．
（2）請將下列各操作，按正確的序號填在橫線上．
A．用量筒量取濃H₂SO₄
B．反復顛倒搖勻
C．用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線
D．稀釋濃H₂SO₄
E．將溶液轉入容量瓶
其操作正確的順序依次為A、D、E、C、B．
（3）簡要回答下列問題：
①98%的濃硫酸物質的量濃度為18.4 mol/L，需要濃硫酸的體積為13.6mL．
②如果實驗室有15mL、20mL、50mL的量筒應選用15mL的量筒最好，量取時發現量筒不干凈用水洗凈后直接量取將使濃度偏低（填“偏高”、“偏低”、“無影響”，下同）
③將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入盛水的燒杯中，并用玻璃棒不斷攪拌的目的是防止暴沸，迅速散熱，若攪拌過程中有液體濺出結果會使濃度偏低．
④在轉入容量瓶前燒杯中液體應先冷卻，否則會使濃度偏高；定容時必須
使溶液凹液面與刻度線相切，若俯視會使濃度偏高．

Answer 1

分析 （1）根據配制步驟是計算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶來分析需要的儀器；
（2）依據配制一定物質的量濃度溶液的一般步驟解答；
（3）①根據c=$\frac{1000ρω}{M}$計算出98%的濃硫酸（ρ=1.84g•cm^-3）的物質的量濃度；依據稀釋前后溶液含溶質的物質的量不變計算需要濃硫酸的體積；
②根據量取濃硫酸的體積，選擇與量筒的規格最接近的量筒；根據量取的濃硫酸相當于被稀釋了分析；
③濃硫酸稀釋過程中放出熱量暴沸，攪拌過程中有液體濺出，會使配制的溶液的溶質減小；
④在轉入容量瓶前燒杯中液體未冷卻，體積偏大，冷卻后體積偏小，定容時俯視，溶液的液面在刻度線以下，導致溶液體積偏小，結合c=$\frac{n}{V}$判斷．

解答 解：①操作步驟有計算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用量筒量取，在燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌，加速溶解．冷卻后轉移到500mL容量瓶中（無450ml規格的容量瓶），并用玻璃棒引流，洗滌燒杯、玻璃棒2-3次，并將洗滌液移入容量瓶中，加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，最后定容顛倒搖勻．所以所需的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管．根據提供的儀器可知，還需儀器有500mL容量瓶，
故答案為：500mL容量瓶；
（2）配制500mL 0.5mol/L的稀硫酸溶液的步驟為：計算、稱量、溶解、轉移、洗滌、定容、搖勻等，所以正確的配制順序為A、D、E、C、B，
故答案為：A、D、E、C、B；
（3）①98%的濃硫酸（ρ=1.84g•cm^-3）的物質的量濃度為：c=$\frac{1000ρω}{M}$=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L=18.4mol/L，稀釋前后溶液含溶質的物質的量不變，設需要濃硫酸體積為V，則V×18.4mol/L=0.5mol/L×500mL，解得：V=13.6ml，
故答案為：18.4 mol/L；13.6；
②量取13.6mL濃硫酸，需要使用15mL的量筒；量取時發現量筒不干凈用水洗凈后直接量取，濃硫酸被蒸餾水稀釋，導致濃硫酸的濃度偏低，
故答案為：15；偏低；
③濃硫酸稀釋放熱，溶液的溫度升高，轉移前必須冷卻稀釋的溶液，否則導致配制的溶液溫度較高暴沸，體積偏大，冷卻后配制的溶液的體積偏低，最終導致濃度偏高，若攪拌過程中有液體濺出，溶質物質的量減小，濃度偏低，
故答案為：防止暴沸，迅速散熱；偏低；　
④在轉入容量瓶前燒杯中液體應先冷卻，未冷卻體積偏大，定容后冷卻體積偏小，濃度偏大，定容時俯視刻度線，導致所配溶液的液體體積偏小，濃度偏高，
故答案為：偏高；偏高．

點評 本題考查了一定物質的量濃度溶液的配制，題目難度不大，根據c=$\frac{n}{V}$，理解溶液配制原理與誤差分析，注意濃硫酸的稀釋方法．