Question

某化学实验小组从商店买回的浓硫酸试剂标签的部分内容破损．由于试剂瓶口密封签已破损，他们怀疑该硫酸的质量分数与标签不符，决定开展研究．部分破损标签内容为硫酸：化学纯（CP）　品名：硫酸，化学式：H₂SO₄  相对分子质量：98，质量分数：98%  密度：1.98g/cm³．
甲同学认为，可以用一种精密仪器测量该溶液的c（H⁺），若c（H⁺）=36.8mol?L^-1，则该溶液的质量分数为98%．
乙同学认为，即使有精密的仪器，甲同学的方案也不行，建议用重量分析法来测定．具体设想：取一定体积的该硫酸与足量氯化钡溶液反应，过滤、洗涤、干燥沉淀，称量沉淀的质量．
丙同学则建议用中和滴定法进行测定，设想如下：①准确量取一定体积的硫酸，用适量的水稀释；②往稀释后的溶液中滴入几滴指示剂；③用碱式滴定管量取标准浓度的氢氧化钠溶液滴定，直到出现滴定终点为止；④记录消耗的氢氧化钠溶液的体积．
请回答下列问题：（1）乙同学推测甲同学的方案不可行的理由是

 

（2）乙同学的方案的关键操作有两点：①确保SO

2- 4

完全沉淀；②洗涤沉淀，确保沉淀不含杂质．在实际中，洗涤沉淀的操作方法是

 

；，
设计简单实验检验SO

2- 4

是否完全沉淀：

 

（3）在丙同学的方案中步骤②用到的指示剂是

 

；达到滴定终点的标志是

 

．
（4）丙同学的方案中，下列操作对测定结果的影响无法确定的是

 

．
①在滴定前未用NaOH标准溶液润洗滴定管，②滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后滴定管尖嘴部分仍有气泡，③锥形瓶用蒸馏水洗净后，没有用待测液润洗，④滴定前，仰视读数，滴定后，仍仰视读数，⑤滴定前，仰视读数，滴定后俯视读数
（5）丙同学在实验中，分别取等体积原硫酸，用NaOH溶液滴定三次，终点时，得到的NaOH溶液体积如下表所示：，

实验序号	硫酸体积	NaOH溶液体积	NaOH溶液浓度
①	5.00mL	35.65mL	5.00mol?L-1
②	5.00mL	39.65mL	5.00mol?L-1
③	5.00mL	35.55mL	5.00mol?L-1

通过计算，确认该浓硫酸质量分数与标签是否相符？

 

（填“相符”或“不相符”），理由（计算步骤）是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,化学实验方案的评价

专题：实验设计题

分析：（1）浓硫酸含水少，硫酸基本不电离，主要以分子形式存在；
（2）洗涤沉淀的操作方法是通过玻璃棒引流，向过滤器中注入蒸馏水，浸没沉淀，待水自行流出后，再注入蒸馏水，重复多次直到沉淀洗净为止；检验SO₄^2-是否完全沉淀是取上层清液，滴加氯化钡（或硝酸钡等）溶液，若产生白色沉淀，则说明SO₄^2-没有完全沉淀，若不产生白色沉淀，则说明SO₄^2-已完全沉淀；
（3）氢氧化钠滴定硫酸用酚酞试液作指示剂；达到滴定终点的标志是当滴入最后一滴，溶液由无色变成粉红色，且半分钟内不褪色；
（4）根据C（H₂SO₄）=

C(NaOH)V(NaOH)

2V(H 2SO 4)

来判断；
（5）根据实验数据舍去误差大的数据（V_NaOH=39.65 mL），可得V（NaOH）=

35.65mL+35.55mL

2

=35.60 mL，根据标签数据计算得浓硫酸的物质的量浓度为c（H₂SO₄）=

1000×1.98×98%

98×1

 mol?L^-1=19.8mol?L^-1，根据中和滴定测得浓硫酸的浓度为c（H₂SO₄）=

35.60×10-3×5.00

2×5.00×10-3

mol?L^-1=17.8mol?L^-1＜19.8mol?L^-1，所以不相符．

解答： 解：（1）浓硫酸含水少，硫酸基本不电离，主要以分子形式存在，所以测不出氢离子浓度，故答案为：浓硫酸含水少，硫酸主要以分子形式存在；
（2）洗涤沉淀的操作方法是通过玻璃棒引流，向过滤器中注入蒸馏水，浸没沉淀，待水自行流出后，再注入蒸馏水，重复多次直到沉淀洗净为止；检验SO₄^2-是否完全沉淀是取上层清液，滴加氯化钡（或硝酸钡等）溶液，若产生白色沉淀，则说明SO₄^2-没有完全沉淀，若不产生白色沉淀，则说明SO₄^2-已完全沉淀；
故答案为：通过玻璃棒引流，向过滤器中注入蒸馏水，浸没沉淀，待水流出后，再注入蒸馏水，重复多次直到沉淀洗净为止；在上层清液中滴加氯化钡（或硝酸钡等）溶液，若产生白色沉淀，则说明SO₄^2-没有完全沉淀，若不产生白色沉淀，则说明SO₄^2-已完全沉淀；
（3）氢氧化钠滴定硫酸用酚酞试液作指示剂；达到滴定终点的标志是当滴入最后一滴，溶液由无色变成粉红色，且半分钟内不褪色；
故答案为：酚酞试液；当滴入最后一滴，溶液由无色变成粉红色，且半分钟内不褪色；
（4）①在滴定前未用NaOH标准溶液润洗滴定管，则导致氢氧化钠的浓度被稀释，所以滴下的氢氧化钠偏大，硫酸浓度偏大；
②滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后滴定管尖嘴部分仍有气泡，无法判断；
③锥形瓶用蒸馏水洗净后，没有用待测液润洗，对氢氧化钠的量没有影响，所以硫酸浓度不变；
④滴定前，仰视读数，滴定后，仍仰视读数，无法判断体积变化；
⑤滴定前，仰视读数，滴定后俯视读数，读数比真实值偏小，故硫酸浓度偏小；
故答案为：②④；
（5）根据实验数据舍去误差大的数据（V_NaOH=39.65 mL），可得V（NaOH）=

35.65mL+35.55mL

2

=35.60 mL，根据标签数据计算得浓硫酸的物质的量浓度为c（H₂SO₄）=

1000×1.98×98%

98×1

 mol?L^-1=19.8mol?L^-1，根据中和滴定测得浓硫酸的浓度为c（H₂SO₄）=

35.60×10-3×5.00

2×5.00×10-3

mol?L^-1=17.8mol?L^-1＜19.8mol?L^-1，所以不相符；故答案为：不相符；舍去误差大的数据（V_NaOH=39.65 mL），可得V（NaOH）=

35.65mL+35.55mL

2

=35.60 mL，根据标签数据计算得浓硫酸的物质的量浓度为c（H₂SO₄）=

1000×1.98×98%

98×1

 mol?L^-1=19.8mol?L^-1，根据中和滴定测得浓硫酸的浓度为c（H₂SO₄）=

35.60×10-3×5.00

2×5.00×10-3

mol?L^-1=17.8mol?L^-1＜19.8mol?L^-1，

点评：本题主要考查了硫酸浓度的测定实验，着重考查洗涤，沉淀是否完全的具体操作以及中和滴定实验的操作，计算，误差分析等，难度不大．