Question

13．实验室需要0.1mol•L^-1 NaOH溶液450mL和0.5mol•L^-1硫酸溶液350mL．根据这两种溶液的配制情况回答下列问题：
（1）配制上述溶液需用到的玻璃仪器是量筒、玻璃棒、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管（填仪器名称）．
（2）下列操作中，容量瓶所不具备的功能有BCD（填序号）．
A．配制一定体积准确浓度的标准溶液
B．贮存溶液
C．测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D．准确稀释某一浓度的溶液
E．用来加热溶解固体溶质
（3）请计算需用托盘天平称取固体NaOH的质量为2.0g，某同学用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如图．由图中可以看出，烧杯的实际质量为27.4 g．

（4）根据计算得知，用量筒量取所需质量分数为98%、密度为1.84g•cm^-3的浓硫酸的体积为13.6mL．若将原浓硫酸与等体积的水混合，所得溶液中溶质的质量分数＞49%（填“＜”、“=”或“＞”）；若将原硫酸与等质量的水混合，所得溶液的物质的量浓度＜9.2mol•L-1．

Answer 1

分析 （1）依据配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤，选择需要的仪器；
（2）容量瓶不能稀释浓溶液、不能用于溶解固体、储存溶液等；
（3）依据m=CVM计算需要溶质的质量；根据左码右物称量药品时，药品的实际质量=砝码的质量-游码的质量，精确值为0.1g；
（4）根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算出该浓硫酸的物质的量浓度，再根据配制过程中溶质硫酸的物质的量不变计算出需要浓硫酸的体积；
硫酸与水的密度不同，水分子与硫酸分子间有间隙，等体积混合，混合所得溶液的总体积小于硫酸体积的二倍；
硫酸的浓度越大密度越大，该硫酸与等质量的水混合，质量变为2倍，密度降低，体积比原浓硫酸的2倍大，结合稀释定律判断．

解答 解：（1）配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤：计算、称量（量取）、溶解（稀释）、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀，用到的仪器：托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，所以还缺少的仪器：500mL容量瓶、胶头滴管；
故答案为：500mL容量瓶、胶头滴管；
（2）容量瓶只能用来配制一定体积准确浓度的溶液，不能配制或测量容量瓶规格以下的任意体积的液体，不能稀释或溶解药品，不能用来加热溶解固体溶质，
故选BCD；
（3）需要0.1mol•L^-1 NaOH溶液450mL，应选择500mL容量瓶，需要溶质的质量m=0.1mol/L×40g/mol×
0.5L=2.0g；
图中物质和砝码的位置放反了，质量关系应为：砝码的质量=烧杯的质量+游码显示的质量．即30 g=烧杯的质量+2.6 g，得烧杯的质量为：30g-2.6g=27.4g．
故答案为：2.0；27.4；
（4）分数为98%、密度为1.84g•cm^-3的浓硫酸的浓度为：c=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$mol/L=18.4mol/L，
设需要浓硫酸体积为V，则V×18.4mol/L=0.5mol/L×500mL，解得V=13.6mL；
硫酸与等体积水混合后，所得溶液中硫酸的物质的量不变，则稀释前后，硫酸的物质的量不变，C₁V₁=C₂V₂，所以C₂=$\frac{{C}_{1}{V}_{1}}{{V}_{2}}$=$\frac{18.4{V}_{1}}{{V}_{2}}$，但是V₂＜2V₁，所以所得溶液的物质的量浓度大于9.2mol/L；
硫酸的浓度越大密度越大，该硫酸与等质量的水混合，质量变为2倍，密度降低，体积比原浓硫酸的2倍大，根据稀释定律，稀释前后溶质硫酸的物质的量不变，所以浓度小于原浓硫酸的$\frac{1}{2}$，混合所得溶液的物质的量浓度小于9.2 mol/L；
故答案为：13.6；＞；＜；

点评 本题考查了一定物质的量浓度溶液的配制及有关物质的量计算，明确配制原理及硫酸溶液的密度与浓度的关系是解题关键，题目难度中等．