Question

【題目】某同學欲用98%的濃H2SO4(ρ=1.84g/cm3)配制成500 mL 0.5 mol/L的稀H2SO4。

(1)填寫下列操作步驟：

①所需濃H2SO4的體積為_________

②如果實驗室有10 mL、20 mL、50 mL量筒，應選用____________mL量筒量取。

③將量取的濃H2SO4沿玻璃棒慢慢注入盛有約100 mL水的___里，并不斷攪拌，目的是____。

④立即將上述溶液沿玻璃棒注入_______中，并用50 mL蒸餾水洗滌燒杯2～3次，并將洗滌液注入其中，并不時輕輕振蕩。

⑤加水至距刻度_______處，改用______加水，使溶液的凹液面正好跟刻度相平。蓋上瓶塞，上下顛倒數次，搖勻。

(2)請指出上述操作中一處明顯錯誤：________。

(3)誤差(填偏高、偏低、無影響)

操作②中量取時發現量筒不干凈，用水洗凈后直接量取，所配溶液濃度將_________；若容量瓶中洗凈后未干燥，殘留少量水，則所配制的溶液濃度將_________；操作⑤中，若定容時，眼睛俯視，則所配制的溶液濃度將_________。

(4)想一想, 一定物質的量濃度溶液的配制

一般需要的儀器 _________；一般操作步驟：_________。

Answer 1

【答案】13.6 mL 20 燒杯 散熱，防止液體飛濺 500mL容量瓶 1～2 cm 膠頭滴管 第④步溶液未冷卻 偏低 無影響 偏高 天平(帶砝碼)、藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、一定規格的容量瓶 計算、稱量(或量取)、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻

【解析】

(1)①根據物質的量濃度與質量分數換算式c=計算98%的物質的量濃度，然后利用溶液在稀釋前后溶質的物質的量不變，計算需要濃硫酸的體積；

②選擇量筒規格時原則是 “大而近”，據此選擇則量筒規格；

③稀釋濃溶液的儀器是燒杯；濃硫酸稀釋放熱，用玻璃棒攪拌的目的是使混合均勻，使熱量迅速擴散；

④移液是將稀釋并冷卻好的溶液轉移到容量瓶中；

⑤定容時先直接加入蒸餾水至距刻度 1～2 cm處，改用膠頭滴管定容；

(2)濃硫酸稀釋放熱，熱的溶液體積偏大；

(3)根據c=并結合溶質的物質的量n和溶液的體積V的變化分析實驗誤差。

(4)依據配制一定體積一定物質的量濃度的溶液步驟確定使用的儀器。

(1)①98%的濃硫酸的物質的量濃度為c=mol/L=18.4 mol/L，根據溶液在稀釋前后溶質的物質的量不變，可知配制500 mL 0.5 mol/L的稀H2SO4需要濃硫酸的體積V(H2SO4)= =13.6 mL；

②需要濃硫酸的體積是13.6 mL，根據“大而近”原則，應選用規格為20 mL的量筒；

③稀釋濃硫酸應該在燒杯中進行，將量取的濃H2SO4沿玻璃棒慢慢注入盛有約100 mL水的燒杯中，由于濃硫酸溶于水會放出大量的熱，為了散熱，防止液體飛濺，需要用玻璃棒不斷攪拌；

④配制500 mL 0.5 mol/L的稀H2SO4需要選用規格為500 mL容量瓶，則應該將稀釋并冷卻好的溶液轉移到500 mL容量瓶中，并用50 mL蒸餾水洗滌燒杯2～3次，并將洗滌液注入其中，并不時輕輕振蕩；

⑤定容的操作是開始直接往容量瓶中加水，加水至距刻度 1～2 cm處，改用膠頭滴管逐滴加入加水，使溶液的凹液面正好跟刻度相平，蓋上瓶塞，上下顛倒數次，搖勻；

(2)濃硫酸稀釋放熱，容量瓶使用的溫度是室溫，熱的溶液會影響配制溶液的體積，不能將熱的溶液直接轉移至容量瓶中，應將稀釋后的溶液冷卻至室溫，然后再進行移液，所以上述操作中一處明顯錯誤是第④步中沒有冷卻；

(3)操作②中量取時發現量筒不干凈，用水洗凈后直接量取會導致濃硫酸被稀釋，所取的濃硫酸的物質的量偏小，所配溶液濃度將偏低；若容量瓶未干燥即用來配制溶液，由于不影響溶質的物質的量和溶液的體積，所以對配制溶液的濃度無影響；操作⑤中，若定容時，眼睛俯視，會導致溶液體積偏小，由于溶質的物質的量不變，因此會導致所配制的溶液濃度偏高；

(4)配制一定體積、一定物質的量濃度溶液的步驟有：計算、稱量(或量取)、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻。在量取時要使用量筒，在溶解溶質時要使用燒杯、玻璃棒，在移液時要使用一定規格容量瓶、玻璃棒；在最后定容時要使用膠頭滴管，因此要使用液體溶質配制一定物質的量濃度的溶液時使用的儀器有：量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、一定規格的容量瓶；若溶質為固體，則還需要使用托盤天平(帶砝碼)和藥匙，故一般情況下，配制一定物質的量濃度溶液使用的儀器有：托盤天平(帶砝碼)和藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、一定規格的容量瓶。