Question

5．I．实验室用Na₂CO₃•10H₂O晶体配制50g 质量分数为21.2%的Na₂CO₃溶液．回答下列问题：
（1）应用托盘天平称取Na₂CO₃•10H₂O晶体28.6 g．
（2）用托盘天平和小烧杯称出碳酸钠晶体的质量，天平平衡后的状态如图．由图中可以看出，该同学在操作时犯了一个错误是砝码和物品位置颠倒．实际称量的碳酸钠晶体质量为21.4g．（已知：烧杯的质量为80g，砝码的数据单位是g）

Ⅱ．实验室要配制2.5mol/L 的稀硫酸溶液90mL，回答下列问题：
（3）用量筒量取质量分数为98%，密度为1.84g/cm³的浓硫酸13.6mL．
（4）配制时，必须使用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还缺少的仪器是天平、胶头滴管、100mL容量瓶．
（5）配制溶液的过程中，其他操作都正确，下列操作会使所配溶液浓度偏高的是BC．
A．量取浓硫酸时，仰视读数
B．洗涤量取浓H₂SO₄后的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中
C．稀释硫酸时，有溶液溅到桌面上
D．没有洗涤稀释硫酸的烧杯和玻璃棒
E．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
F．容量瓶不干燥
（6）从容量瓶中取该溶液40mL，与5mol/L的NaOH溶液40mL恰好完全反应，反应后溶液中的c（Na⁺）=2.5mol/L（忽略溶液合时体积变）

Answer 1

分析 I．（1）利用Na₂CO₃的物质的量和Na₂CO₃•10H₂O的物质的量相等计算；
（2）天平平衡原理为左盘内质量=右盘内质量+游码数值，据此计算．
II．（3）实验室无90ml容量瓶，须按100ml容量瓶计算；
（4）根据配制溶液的实验操作过程选择所用仪器；
（5）A．仰视读数体积偏大；
B．量筒无须洗涤，洗涤后导致硫酸的物质的量偏大；
C．有溶液溅到桌面上，导致溶液中溶质的物质的量偏小；
D．定容摇匀后，无须再加蒸馏水；
E．容量瓶不干燥，无影响；
（6）根据n=cV计算出硫酸的物质的量，再计算出含有氢离子的物质的量，从而可知消耗氢氧化钠的物质的量，再根据V=$\frac{n}{c}$计算出消耗氢氧化钠溶液的体积；根据c=$\frac{n}{V}$计算出钠离子的浓度．

解答 解：I．（1）实验室配制50g 质量分数为21.2%的Na₂CO₃溶液，需要Na₂CO₃的质量为：50×21.2%=10.6克，Na₂CO₃的物质的量为0.1mol，Na₂CO₃的物质的量和Na₂CO₃•10H₂O的物质的量相等，Na₂CO₃•10H₂O的物质的量为0.1mol，Na₂CO₃•10H₂O的质量为：0.1mol×286g/mol=28.6g，
故答案为：28.6；
（2）天平平衡原理为左盘内质量=右盘内质量+游码数值，所以实际称得碳酸钠晶体的质量为：25g-3.6g=21.4g，
故答案为：砝码和物品位置颠倒；21.4；
II．（3）实验室无90ml容量瓶，须按100ml容量瓶计算，根据C浓×V浓=C稀×V稀，2.5mol/L×0.1L=$\frac{VmL×1.84g/c{m}^{3}×98%}{98g/mol}$，V=13.6mL，
故答案为：13.6；
（4）配制步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般量筒量取浓硫酸，把浓硫酸倒入烧杯进行溶解，冷却后转移到100mL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，配成100mL溶液，所以需要的仪器有玻璃棒、天平、药匙、烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶，所以还需要天平、胶头滴管、100mL容量瓶，
故答案为：天平、胶头滴管、100mL容量瓶；
（5）A．用量筒量取浓硫酸时仰视．用量筒量取液体时，仰视读数，使所读液体的体积偏大，使配制的溶液浓度偏高，故A正确；
B．量取浓H₂SO₄后的量筒进行洗涤，并将洗涤液转移到容量瓶中，量筒在设计时就考虑了不洗涤带来的误差，所以洗涤量筒只能使配制的浓度偏大，故B正确；
C．稀释硫酸时，有溶液溅到桌面上，导致配制的溶液中溶质的物质的量偏低，溶液浓度偏小，故C错误；
D．定容摇匀后，发现液面低于刻度线，又用胶头滴管加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切，定容、摇匀、静置后发现凹面低于刻度线又加水至刻度线，溶液的体积偏大，浓度偏小，故D错误；
E．容量瓶不干燥．容量瓶洗涤后内壁有水珠而未作干燥处理，溶液的体积不变，浓度不变，故E错误；
故答案为：BC；
（6）40mL 2.5mol/L的稀硫酸中含有氢离子的物质的量为：2.5mol/L×2×0.04L=0.2mol，发生中和反应需要消耗0.2molNaOH，消耗5mol/L的氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{0.2mol}{5mol/L}$=0.04L=40mL；
混合液体积为40mL+40mL=80mL=0.08L，混合液中含有钠离子的物质的量为0.2mol，则反应后钠离子浓度为：$\frac{0.2mol}{0.08L}$=2.5mo/L，
故答案为：40；2.5mol∕L．

点评 本题考查了一定物质的量浓度溶液的配制方法，题目难度中等，明确配制一定物质的量浓度的溶液方法为解答关键，注意掌握误差分析的方法与技巧，试题培养了学生的学生的化学实验能力．