Question

6．现用质量分数为98%、密度为1.84g•cm^-3的浓H₂SO₄来配制500mL0.2mol•Lˉ¹的稀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②⑦⑧（填代号）．
（2）经计算，需浓H₂SO₄的体积为5.4mL．
现有①10mL  ②50mL  ③100mL三种规格的量筒，应选用的量筒是①（填代号）．
（3）在配制过程中，其他操作都准确，下列操作中会造成硫酸物质的量浓度偏高的有①③⑥（填代号）．
①洗涤量取浓H₂SO₄后的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中
②转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水
③未等稀释后的H₂SO₄溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
④定容时，加蒸馏水超过标线，又用胶头滴管吸出
⑤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
⑥定容时，俯视标线
（4）取一定量的铜片与100mL 18mol/L 的浓H₂SO₄充分反应，如果该反应过程中转移了0.2mol电子，生成的A气体在标准状况下体积为2.24L （假设气体全部逸出）．
将反应后所得到的溶液与足量Ba（OH）₂溶液充分反应．请写出此过程发生的反应的离子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓、Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓．
计算反应后所得沉淀的质量为405.9g（保留到0.1g）．

Answer 1

分析 （1）根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤选取实验仪器；
（2）依据C=$\frac{1000ρω}{M}$计算浓硫酸的物质的量浓度，根据溶液稀释前后溶质的物质的量不变计算所需浓硫酸溶液的体积；根据浓硫酸的体积选取量筒，注意所选量筒的容积应稍大于或等于量取溶液的体积；
（3）依据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤判断；分析不当操作对溶质的物质的量和溶液的体积的影响，依据C=$\frac{n}{V}$进行误差分析；
（4）依据方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O计算解答；
将反应后所得到的溶液与足量Ba（OH）₂溶液充分反应，氢氧化钡首先与剩余的硫酸反应，然后与生成的硫酸铜反应，依据方程式计算生成硫酸钡沉淀、氢氧化铜沉淀的质量．

解答 解：（1）配制一定物质的量浓度硫酸溶液的一般步骤有：量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用量筒量取浓硫酸溶液在烧杯中稀释，冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，所以需要的仪器有玻璃棒、量筒、胶头滴管、小烧杯、500ml容量瓶，所以用不到的仪器有烧瓶、托盘天平、药匙；
故答案为：②⑦⑧；
（2）质量分数98%密度为1.84g•cm^-3浓H₂SO₄的物质的量浓度=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$=18.4mol/L；设需要浓硫酸溶液的体积为V，0.2mol•L^-1×500ml=V×18.4mol/L，
解得：V=5.4ml，应选择10ml量筒；
故答案为：5.4ml；①；
（3）①洗涤量取浓H₂SO₄后的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中，导致量取的浓硫酸体积偏大，溶质的物质的量偏大，溶液浓度偏高，故选；
②转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水，对溶质的物质的量和溶液体积都不会产生影响，溶液浓度不变，故不选；
③未等稀释后的H₂SO₄溶液冷却至室温就转移到容量瓶中，冷却后，溶液体积偏小，溶液浓度偏低，故不选；
④定容时，加蒸馏水超过标线，又用胶头滴管吸出，导致溶质部分损耗，溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏低，故不选；
⑤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，导致溶液体积偏大，溶液浓度偏低，故不选；
⑥定容时，俯视标线，导致溶液体积偏小，溶液浓度偏高，故选；
故选：①③⑥；
（4）依据方程式：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知，转移2mol电子生成1mol二氧化硫，则该反应过程中转移了0.2mol电子，生成0.1mol二氧化硫，生成的A气体在标准状况下体积为2.24L；
将反应后所得到的溶液与足量Ba（OH）₂溶液充分反应，此过程发生的反应的离子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓、Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓反应后所得沉淀包括硫酸钡和氢氧化铜，已知n（H₂SO₄）=0.1L×18mol/L=1.8mol，n（SO₂）=0.1mol，则生成m（BaSO₄）=（1.8mol-0.1mol）×233g/mol=396.1g，
n（CuSO₄）=0.1mol，则m（Cu（OH）₂）=0.1mol×98g/mol=9.8g，
则反应后所得沉淀的质量为396.1g+9.8g=4O5.9g．
故答案为：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓、Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓； 405.9．

点评 本题考查了一定物质的量浓度溶液的配制、离子方程式的书写、有关方程式的计算，明确配制原理及离子方程式书写方法是解题关键，注意误差分析的方法和技巧，题目难度中等．