题目内容
【题目】现用质量分数为98%(密度为1.84 g·cm-3)浓H2SO4来配制450 mL、0.2 mol·L-1稀H2SO4。可供选择的仪器有:①玻璃棒;②烧瓶;③烧杯;④胶头滴管;⑤量筒;⑥容量瓶;⑦托盘天平;⑧药匙。请回答下列问题:
(1)上述仪器中,在配制稀H2SO4时用不到的有___________________(填代号)。
(2)经计算,需浓H2SO4的体积为_______________。现有:①5 mL、②10 mL、③20 mL、④50 mL三种规格量筒,你选用的量筒是_______________。
(3)在配制过程中,其他操作都准确,下列操作中:错误的是_________________,能引起浓度偏高的有___________(填代号)。
①将浓H2SO4直接倒入烧杯,再向烧杯中注入蒸馏水来稀释浓H2SO4
②未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③洗涤溶解用的烧杯与玻璃棒,并将洗涤液转移到容量瓶中
④转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
⑤定容时,俯视标线
⑥定容摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至标线
(4)所得溶液中氢离子和硫酸根离子个数比是____________________。
【答案】②⑦⑧5.4mL②①②⑤⑥②⑤2:1
【解析】
用浓硫酸溶液配制稀硫酸溶液时,需经过计算、量取、稀释、移液、洗涤并移液、定容、摇匀等操作;实验室没有450mL规格的容量瓶,需选用500mL规格的容量瓶进行配制;根据c=进行误差分析。
(1).用浓硫酸配制稀硫酸时,需要用到的仪器有:量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管等,则配制稀硫酸时用不到的有烧瓶、托盘天平和药匙,故答案为:②⑦⑧;
(2).由题中条件可知,浓硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)==18.4mol/L,因实验室无450mL规格的容量瓶,所以需选用500mL规格的容量瓶配制,设需要浓硫酸的体积为a mL,则根据稀释定律有a ×10-3L×18.4mol/L=0.5L×0.2mol/L,解得a=5.4mL,应选用10mL规格的量筒量取浓硫酸,故答案为:5.4mL;②;
(3). ①.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸缓慢注入水中并不断用玻璃棒搅拌,故①错误;
②.因溶液体积热胀冷缩,所以应等稀释后的硫酸溶液冷却至室温后再转移到容量瓶中,若未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中,会造成所配制的溶液体积偏小,浓度偏高,故②错误;
③.将烧杯中的溶液转移到容量瓶中,将烧杯与玻璃棒洗涤2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中,故③正确;
④. 因定容时还要向容量瓶中加水,所以移液前容量瓶中含有少量蒸馏水,对实验结果无影响,故④正确;
⑤.定容时,应平视标线,若定容时俯视标线,会使溶液体积偏小,配制的溶液浓度偏高,故⑤错误;
⑥.定容摇匀后,发现液面低于标线为正常情况,若又用胶头滴管加蒸馏水至标线,会使溶液体积偏大,配制的溶液浓度偏低,故⑥错误,综上所述,错误的是①②⑤⑥,能引起浓度偏高的是②⑤,故答案为:①②⑤⑥;②⑤;
(4).硫酸在水溶液中完全电离生成氢离子和硫酸根离子,由硫酸的化学式可知,在硫酸溶液中,氢离子和硫酸根离子个数比是2:1,故答案为:2:1。