Question

5．I．實驗室用Na₂CO₃•10H₂O晶體配制50g 質量分數為21.2%的Na₂CO₃溶液．回答下列問題：
（1）應用托盤天平稱取Na₂CO₃•10H₂O晶體28.6 g．
（2）用托盤天平和小燒杯稱出碳酸鈉晶體的質量，天平平衡后的狀態如圖．由圖中可以看出，該同學在操作時犯了一個錯誤是砝碼和物品位置顛倒．實際稱量的碳酸鈉晶體質量為21.4g．（已知：燒杯的質量為80g，砝碼的數據單位是g）

Ⅱ．實驗室要配制2.5mol/L 的稀硫酸溶液90mL，回答下列問題：
（3）用量筒量取質量分數為98%，密度為1.84g/cm³的濃硫酸13.6mL．
（4）配制時，必須使用的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還缺少的儀器是天平、膠頭滴管、100mL容量瓶．
（5）配制溶液的過程中，其他操作都正確，下列操作會使所配溶液濃度偏高的是BC．
A．量取濃硫酸時，仰視讀數
B．洗滌量取濃H₂SO₄后的量筒，并將洗滌液轉移到容量瓶中
C．稀釋硫酸時，有溶液濺到桌面上
D．沒有洗滌稀釋硫酸的燒杯和玻璃棒
E．定容搖勻后，發現液面低于標線，又用膠頭滴管加蒸餾水至標線
F．容量瓶不干燥
（6）從容量瓶中取該溶液40mL，與5mol/L的NaOH溶液40mL恰好完全反應，反應后溶液中的c（Na⁺）=2.5mol/L（忽略溶液合時體積變）

Answer 1

分析 I．（1）利用Na₂CO₃的物質的量和Na₂CO₃•10H₂O的物質的量相等計算；
（2）天平平衡原理為左盤內質量=右盤內質量+游碼數值，據此計算．
II．（3）實驗室無90ml容量瓶，須按100ml容量瓶計算；
（4）根據配制溶液的實驗操作過程選擇所用儀器；
（5）A．仰視讀數體積偏大；
B．量筒無須洗滌，洗滌后導致硫酸的物質的量偏大；
C．有溶液濺到桌面上，導致溶液中溶質的物質的量偏小；
D．定容搖勻后，無須再加蒸餾水；
E．容量瓶不干燥，無影響；
（6）根據n=cV計算出硫酸的物質的量，再計算出含有氫離子的物質的量，從而可知消耗氫氧化鈉的物質的量，再根據V=$\frac{n}{c}$計算出消耗氫氧化鈉溶液的體積；根據c=$\frac{n}{V}$計算出鈉離子的濃度．

解答 解：I．（1）實驗室配制50g 質量分數為21.2%的Na₂CO₃溶液，需要Na₂CO₃的質量為：50×21.2%=10.6克，Na₂CO₃的物質的量為0.1mol，Na₂CO₃的物質的量和Na₂CO₃•10H₂O的物質的量相等，Na₂CO₃•10H₂O的物質的量為0.1mol，Na₂CO₃•10H₂O的質量為：0.1mol×286g/mol=28.6g，
故答案為：28.6；
（2）天平平衡原理為左盤內質量=右盤內質量+游碼數值，所以實際稱得碳酸鈉晶體的質量為：25g-3.6g=21.4g，
故答案為：砝碼和物品位置顛倒；21.4；
II．（3）實驗室無90ml容量瓶，須按100ml容量瓶計算，根據C濃×V濃=C稀×V稀，2.5mol/L×0.1L=$\frac{VmL×1.84g/c{m}^{3}×98%}{98g/mol}$，V=13.6mL，
故答案為：13.6；
（4）配制步驟有計算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般量筒量取濃硫酸，把濃硫酸倒入燒杯進行溶解，冷卻后轉移到100mL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，配成100mL溶液，所以需要的儀器有玻璃棒、天平、藥匙、燒杯、膠頭滴管、100mL容量瓶，所以還需要天平、膠頭滴管、100mL容量瓶，
故答案為：天平、膠頭滴管、100mL容量瓶；
（5）A．用量筒量取濃硫酸時仰視．用量筒量取液體時，仰視讀數，使所讀液體的體積偏大，使配制的溶液濃度偏高，故A正確；
B．量取濃H₂SO₄后的量筒進行洗滌，并將洗滌液轉移到容量瓶中，量筒在設計時就考慮了不洗滌帶來的誤差，所以洗滌量筒只能使配制的濃度偏大，故B正確；
C．稀釋硫酸時，有溶液濺到桌面上，導致配制的溶液中溶質的物質的量偏低，溶液濃度偏小，故C錯誤；
D．定容搖勻后，發現液面低于刻度線，又用膠頭滴管加蒸餾水至凹液面最低處與刻度線相切，定容、搖勻、靜置后發現凹面低于刻度線又加水至刻度線，溶液的體積偏大，濃度偏小，故D錯誤；
E．容量瓶不干燥．容量瓶洗滌后內壁有水珠而未作干燥處理，溶液的體積不變，濃度不變，故E錯誤；
故答案為：BC；
（6）40mL 2.5mol/L的稀硫酸中含有氫離子的物質的量為：2.5mol/L×2×0.04L=0.2mol，發生中和反應需要消耗0.2molNaOH，消耗5mol/L的氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{0.2mol}{5mol/L}$=0.04L=40mL；
混合液體積為40mL+40mL=80mL=0.08L，混合液中含有鈉離子的物質的量為0.2mol，則反應后鈉離子濃度為：$\frac{0.2mol}{0.08L}$=2.5mo/L，
故答案為：40；2.5mol∕L．

點評 本題考查了一定物質的量濃度溶液的配制方法，題目難度中等，明確配制一定物質的量濃度的溶液方法為解答關鍵，注意掌握誤差分析的方法與技巧，試題培養了學生的學生的化學實驗能力．