Question

11．（1）已知硫酸溶液的濃度越大密度也越大．40%的H₂SO₄溶液和50%的H₂SO₄溶液等質(zhì)量混合后，得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)等于（填“大于”“小于”或“等于”）45%；如果是等體積混合，混合以后所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)大于 （填“大于”“小于”或“等于”）45%
（2）已知98%的濃H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為18.4mol/L，試判斷49%的H₂SO₄溶液的物質(zhì)的量濃度
小于（填“大于”“小于”或“等于”）9.2mol/L．
（3）用（2）中98%的濃硫酸配制100mL濃度為1mol/L的稀硫酸．
①需要使用的主要儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管
②其操作步驟可分解為以下幾步，請依次完成下述步驟中的空白處
A．用量筒量取5.4mL濃硫酸，緩緩注入裝有約50mL蒸餾水的燒杯里，并用玻璃棒攪拌
B．用約30mL蒸餾水分三次洗滌燒杯和玻璃棒，將每次的洗液都倒入容量瓶里
C．將稀釋后的硫酸小心地用玻璃棒引流容量瓶里
D．檢查100mL容量瓶，是否漏水
E．將蒸餾水直接加入容量瓶，至液面接近刻度線1-2cm用膠頭滴管向容量瓶里
逐滴加入蒸餾水，到液面最低點恰好與刻線相切
F．蓋緊瓶塞，反復顛倒振蕩，搖勻溶液
③正確的操作順序是（用字母填寫）：D→A→C→B→E→G→F
④進行A步操作時，選用量筒的規(guī)格是A
A．10mL       B．50mL       C．100mL       D．1000mL
⑤如果對裝有濃硫酸的量筒仰視讀數(shù)，配制的稀硫酸濃度將偏高（填“偏高”、“偏低”、“無影響”）
⑥A步驟操作完成時，必須冷卻到室溫后，才能進行后面的操作．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)溶液的質(zhì)量分數(shù)和質(zhì)量計算混合后的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)密度和體積計算溶液的總質(zhì)量，根據(jù)硫酸的濃度越大，密度越大，判斷質(zhì)量分數(shù)關(guān)系；
（2）根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算，注意硫酸的濃度越大，密度越大，以此判斷濃度大小關(guān)系；
（3）①根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的操作步驟選取實驗儀器；
②A．根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變計算所需濃硫酸溶液的體積；
E．依據(jù)定容的正確操作解答；
③配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟為：計算、量取、稀釋、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等，據(jù)此排序；
④依據(jù)需要濃硫酸的體積選擇合適量筒；
⑤如果對裝有濃硫酸的量筒仰視讀數(shù)，導致量取的濃硫酸體積偏大，硫酸的物質(zhì)的量偏大，依據(jù)C
=$\frac{n}{V}$進行誤差分析；
⑥容量瓶體積在標定的溫度下才準確，結(jié)合濃硫酸稀釋產(chǎn)生大量的熱解答．

解答 解：（1）設原硫酸m，40%的H₂SO₄溶質(zhì)為質(zhì)量0.4m，50%的H₂SO₄溶質(zhì)的質(zhì)量為0.5m；混合后體積發(fā)生變化但質(zhì)量不變，所以w（H₂SO₄）=$\frac{（0.4+0.5）m}{2m}$=45%，
如果等體積混合，設體積分別為Vml，40%的H₂SO₄溶液密度為ρ₁，50%的H₂SO₄溶液密度為ρ₂，則混合后溶液的質(zhì)量分數(shù)為w（H₂SO₄）=$\frac{V•ρ1×40%+V•ρ2×50%}{V•ρ1+V•ρ2}$，
因硫酸的濃度越大，密度越大，則ρ₁＜ρ₂，
則w（H₂SO₄）=$\frac{V•ρ1×40%+V•ρ2×50%}{V•ρ1+V•ρ2}$=（0.5-$\frac{0.1ρ1}{ρ1+ρ2}$）×100%＞45%，
故答案為：等于；大于；
（2）根據(jù)c=$\frac{1000ρw}{M}$計算，設98%的濃H₂SO₄的密度為x，49%的H₂SO₄溶液的密度為y，物質(zhì)的量濃度為c，
則：$\frac{1000x×98%}{98}$=18.4，$\frac{1000y×49%}{V}$=c
所以：$\frac{2x}{y}$，因硫酸的濃度越大，密度越大，則x＞y，
則：c＜9.2mol/L，
故答案為：小于；
（3）①配制一定物質(zhì)的量濃度硫酸溶液的一般步驟有：量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用量筒量取濃硫酸溶液在燒杯中稀釋，冷卻后轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，所以需要的儀器有玻璃棒、量筒、膠頭滴管、小燒杯、100ml容量瓶，所以還缺少的儀器：100mL容量瓶、膠頭滴管；
故答案為：100ml容量瓶、膠頭滴管；
  ②A．設需要濃硫酸體積為V，則依據(jù)溶液稀釋過程中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變得：18.4mol/L×V=100mL×1mol/L，解得V=5.4mL；
故答案為：5.4；
E．定容的正確操作為：將蒸餾水直接加入容量瓶，至液面接近刻度線1-2cm用膠頭滴管向容量瓶里
逐滴加入蒸餾水，到液面最低點恰好與刻線相切；
故答案為：1-2cm；
③配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟為：計算、量取、稀釋、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等，所以正確的操作順序為：（ D ）→（ A ）→（ C ）→（ B ）→（ E ）→（ G ）→（ F ）；
故答案為：（ D ）→（ A ）→（ C ）→（ B ）→（ E ）→（ G ）→（ F ）；
④量取5.4mL濃硫酸，依據(jù)大而近的原則可知應選擇10mL量筒；
故答案為：A；
⑤如果對裝有濃硫酸的量筒仰視讀數(shù)，導致量取的濃硫酸體積偏大，硫酸的物質(zhì)的量偏大，依據(jù)C
=$\frac{n}{V}$可知溶液濃度偏高；
故答案為：偏高；
  ⑥濃硫酸稀釋產(chǎn)生大量的熱，未經(jīng)冷卻到室溫就進行移液、洗滌、定容操作，導致溶液體積偏小，溶液濃度偏高，所以稀釋后應冷卻到室溫后，再進行后面操作；
故答案為：冷卻到室溫．

點評 本題考查了溶液濃度的有關(guān)計算及一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制，明確硫酸濃度越大密度越大，熟悉配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的原理和操作步驟是解題關(guān)鍵，注意容量瓶使用方法和注意事項，題目難度中等．