Question

某同学欲用98%的浓H₂SO₄(ρ=1.84g/cm³)配制成500 mL 0.5 mol/L的稀H₂SO₄。

(1)填写下列操作步骤：

①所需浓H₂SO₄的体积为_________

②如果实验室有10 mL、20 mL、50 mL量筒，应选用____________mL量筒量取。

③将量取的浓H₂SO₄沿玻璃棒慢慢注入盛有约100 mL水的___里，并不断搅拌，目的是____。

④立即将上述溶液沿玻璃棒注入_______中，并用50 mL蒸馏水洗涤烧杯2～3次，并将洗涤液注入其中，并不时轻轻振荡。

⑤加水至距刻度_______处，改用______加水，使溶液的凹液面正好跟刻度相平。盖上瓶塞，上下颠倒数次，摇匀。

(2)请指出上述操作中一处明显错误：________。

(3)误差(填偏高、偏低、无影响)

操作②中量取时发现量筒不干净，用水洗净后直接量取，所配溶液浓度将_________；若容量瓶中洗净后未干燥，残留少量水，则所配制的溶液浓度将_________；操作⑤中，若定容时，眼睛俯视，则所配制的溶液浓度将_________。

(4)想一想, 一定物质的量浓度溶液的配制

一般需要的仪器 _________；一般操作步骤：_________。

Answer

13.6 mL 20 烧杯 散热，防止液体飞溅 500mL容量瓶 1～2 cm 胶头滴管 第④步溶液未冷却 偏低 无影响 偏高 天平(带砝码)、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、一定规格的容量瓶 计算、称量(或量取)、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀

【解析】

(1)①根据物质的量浓度与质量分数换算式c=计算98%的物质的量浓度，然后利用溶液在稀释前后溶质的物质的量不变，计算需要浓硫酸的体积；

②选择量筒规格时原则是 “大而近”，据此选择则量筒规格；

③稀释浓溶液的仪器是烧杯；浓硫酸稀释放热，用玻璃棒搅拌的目的是使混合均匀，使热量迅速扩散；

④移液是将稀释并冷却好的溶液转移到容量瓶中；

⑤定容时先直接加入蒸馏水至距刻度 1～2 cm处，改用胶头滴管定容；

(2)浓硫酸稀释放热，热的溶液体积偏大；

(3)根据c=并结合溶质的物质的量n和溶液的体积V的变化分析实验误差。

(4)依据配制一定体积一定物质的量浓度的溶液步骤确定使用的仪器。

(1)①98%的浓硫酸的物质的量浓度为c=mol/L=18.4 mol/L，根据溶液在稀释前后溶质的物质的量不变，可知配制500 mL 0.5 mol/L的稀H2SO4需要浓硫酸的体积V(H2SO4)= =13.6 mL；

②需要浓硫酸的体积是13.6 mL，根据“大而近”原则，应选用规格为20 mL的量筒；

③稀释浓硫酸应该在烧杯中进行，将量取的浓H2SO4沿玻璃棒慢慢注入盛有约100 mL水的烧杯中，由于浓硫酸溶于水会放出大量的热，为了散热，防止液体飞溅，需要用玻璃棒不断搅拌；

④配制500 mL 0.5 mol/L的稀H2SO4需要选用规格为500 mL容量瓶，则应该将稀释并冷却好的溶液转移到500 mL容量瓶中，并用50 mL蒸馏水洗涤烧杯2～3次，并将洗涤液注入其中，并不时轻轻振荡；

⑤定容的操作是开始直接往容量瓶中加水，加水至距刻度 1～2 cm处，改用胶头滴管逐滴加入加水，使溶液的凹液面正好跟刻度相平，盖上瓶塞，上下颠倒数次，摇匀；

(2)浓硫酸稀释放热，容量瓶使用的温度是室温，热的溶液会影响配制溶液的体积，不能将热的溶液直接转移至容量瓶中，应将稀释后的溶液冷却至室温，然后再进行移液，所以上述操作中一处明显错误是第④步中没有冷却；

(3)操作②中量取时发现量筒不干净，用水洗净后直接量取会导致浓硫酸被稀释，所取的浓硫酸的物质的量偏小，所配溶液浓度将偏低；若容量瓶未干燥即用来配制溶液，由于不影响溶质的物质的量和溶液的体积，所以对配制溶液的浓度无影响；操作⑤中，若定容时，眼睛俯视，会导致溶液体积偏小，由于溶质的物质的量不变，因此会导致所配制的溶液浓度偏高；

(4)配制一定体积、一定物质的量浓度溶液的步骤有：计算、称量(或量取)、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀。在量取时要使用量筒，在溶解溶质时要使用烧杯、玻璃棒，在移液时要使用一定规格容量瓶、玻璃棒；在最后定容时要使用胶头滴管，因此要使用液体溶质配制一定物质的量浓度的溶液时使用的仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、一定规格的容量瓶；若溶质为固体，则还需要使用托盘天平(带砝码)和药匙，故一般情况下，配制一定物质的量浓度溶液使用的仪器有：托盘天平(带砝码)和药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、一定规格的容量瓶。