Question

16．某學生欲配制6.0mol•L^-1的H₂SO₄ 1 000mL，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、1 000mL．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3.0 mol•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1000 mL．
（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的濃硫酸295.0 mL，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．用適量的水洗滌燒杯和玻璃棒2～3次，洗滌液均注入容量瓶中；
E．振蕩，繼續向容量瓶中加水，直到液面接近刻度線1cm～2cm處；
F．改用膠頭滴管加水，使溶液的凹液面恰好與刻度線相切；
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到室溫．

Answer 1

分析 （1）依據C=$\frac{1000ρω}{M}$計算25%的硫酸的物質的量濃度；
（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；
（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（ρ=1.18g•mL^-1），其物質的量濃度C=$\frac{1000×1.18×25%}{98}$=3.0（mol•L^-1）；
故答案為：3.0；
（2）欲配制6.0mol•L^-1的H₂SO₄ 1 000mL，應該選擇1000ml容量瓶；
故答案為：1000；
（3）B．欲配制6.0mol/L的H₂SO₄ 1 000mL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；
（4）依據V=$\frac{n}{C}$可知：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）容量瓶為精密儀器，物質在溶解或者稀釋會放出大量的熱，會損壞容量瓶，所以應將稀釋后的硫酸冷卻到室溫；
故答案為：將稀釋后的硫酸冷卻到室溫．

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．