Question

15．硫酸是工农业生产中使用非常广泛的一种试剂，实验室用质量分数为98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm³）配制49g质量分数为20%（密度为1.14g/cm³）的硫酸．
（1）经计算，所需水的质量为39g．
（2）量取上述体积的浓硫酸选用的仪器为10mL的量筒和胶头滴管．
（3）稀释浓硫酸时的操作为把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌．
（4）已知Na₂CO₃与硫酸反应分两步进行，
第一步反应为：2NaCO₃+H₂SO₄=2NaHCO₃+Na₂SO₄，
第二步反应为：2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O，
现取Na₂CO₃溶液100g，逐滴滴入上述稀硫酸直到过量，反应过程中产生气体质量与加入的硫酸质量关系如图所示．试计算：Na₂CO₃溶液的溶质质量分数为10.6%．

Answer 1

分析 （1）根据溶液稀释前后溶质的质量不变，结合题意进行分析解答．
（2）从减小实验误差的角度去选择量筒的量程，量筒量程选择的依据有两点：一是保证测量一次，二是量程要与液体的取用量最接近．
（3）根据浓硫酸的稀释方法（酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅）进行分析解答；
（4）根据题干提供的信息结合化学方程式进行分析解答即可．

解答 解：（1）设所需98%的浓硫酸的质量为x，根据溶液稀释前后溶质的质量不变，
则49g×20%=x×98%    x=10g．
所需水的质量为49g-10g=39g．
所需98%的浓硫酸的体积为10g÷1.84g/cm³≈5.4cm³（5.4mL）．
故填：39；
（2）从减小实验误差的角度去选择量筒的量程，量筒量程选择的依据有两点：一是保证测量一次，二是量程要与液体的取用量最接近．量取5.4mL浓硫酸，应选用的仪器为10mL的量筒；当接近刻度线时要改用胶头滴管滴加至刻度线，故要同时选择10mL的量筒和胶头滴管，故填：10mL的量筒和胶头滴管；
（3）稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时地扩散，故填：把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌；
（4）当所取样品完全反应时，生成气体的质量为4.4g．
设碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                                             44
x                                                 4.4g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{4.4g}$
x=10.6g
碳酸钠溶液的溶质质量分数为：$\frac{10.6g}{100g}×100%$=10.6%
故填：10.6%．

点评 本题考查的是溶液的稀释以及根据化学方程式的计算的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．