【归纳提素养】
1.配制一定物质的量浓度溶液的实验操作
溶液配制过程需要计算→称量(量取)→溶解(稀释)→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签等步骤,结合溶液配制过程,明晰每步操作中的正确方法及使用仪器,结合题目所给背景答题。
2.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
溶液配制过程中的各种错误操作可能引起不同的误差。误差分析时抓住公式c= m/MV分析清楚误差所导致哪个量改变,是溶质的质量m还是溶液的体积V、变大还是变小,进而根据浓度计算公式确定最终溶液浓度的误差。
【典例】 (2018·全国卷Ⅲ·节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol)可用作定影剂、还原剂。
利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在__________中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的________中,加蒸馏水至________________________________________
③
②
①
-1
。 ②滴定。
【命题人谈命题→真题溯源】源于教材高于教材
①
溶解
必修1P16:将称好的NaCl固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解 必修1P16:将烧杯中的溶液注入容量瓶,并用少量蒸馏水洗涤烧
②
转移、洗涤
杯内壁2～3次,洗涤液也都注入容量瓶
必修1P16:将蒸馏水注入容量瓶,液面离容量瓶颈刻度线下1～2
③
定容
cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切
【解析】①溶液配制需要计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等步骤,结合配制过程选择需要
的仪器,称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的容量瓶中,加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相平。
答案:烧杯 容量瓶 凹液面最低处与刻度线相平 【高考还会这么考】
9
(1)配制浓度为0.010 mol·L的KMnO4溶液:称取KMnO4固体0.158 g,放入100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度。是否正确?为什么?
提示:错误。容量瓶用于配制溶液,不用于溶解固体,应在烧杯中溶解再转入容量瓶。 (2)容量瓶和滴定管使用前均需要检漏。正确吗?为什么?
提示:正确。带有磨砂活塞或旋塞的仪器使用前都需要旋转180°两次检漏。 (3)向容量瓶转移液体时,引流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁。正确吗?为什么? 提示:正确。转移液体时,玻璃棒下端应接触容量瓶内壁刻度线以下。
(4)用容量瓶配制溶液,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体。正确吗?为什么? 提示:错误。定容时加水超过刻度线,吸出多余液体将导致最终浓度偏小,溶液应重新配制。 【名校新题】
1. (2019·济宁一中月考)某学生配制了100 mL 1 mol·L的硫酸，然后对溶液浓度做精确测定，且测定过程中一切操作都正确，但测得溶液的物质的量浓度小于1 mol·L。则在配制过程中，下列操作可能导致溶液浓度偏低的是( )
①量筒用蒸馏水洗净后立即用来量取浓硫酸
②将浓硫酸在烧杯中稀释，转移到100 mL的容量瓶中后，没有洗涤烧杯 ③在转移过程中用玻璃棒引流，因操作不慎有少量溶液流到了容量瓶外面
④最后定容时，加水超过了刻度线，马上用胶头滴管吸去多余的水，使溶液凹液面刚好与刻度线相切 A．只有②③④ C．只有①②③
B．只有③④ D．①②③④
－1
－1
-1
【解析】选D ①量筒用蒸馏水洗净后未干燥立即量取浓硫酸，浓硫酸被稀释，所取溶质H2SO4偏少，导致溶液浓度偏低。②未洗涤烧杯，使溶质H2SO4损失，导致溶液浓度偏低。③少量溶液流到容量瓶外面，使溶质H2SO4损失，导致溶液浓度偏低。④加水超过了刻度线，马上用胶头滴管吸去多余的水，会损失H2SO4，导致溶液浓度偏低。
2. (2019·沈阳模拟)现有100 mL 1 mol·L稀盐酸,欲将其浓度变为2 mol·L,可以采取的措施为
( )
A.向其中通入标准状况下22.4 L HCl气体 B.加热蒸发使溶液体积变为50 mL C.加热蒸发掉50 mL水
D.加入5 mol·L盐酸100 mL,再将溶液体积稀释到300 mL
-1
-1
-1
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【解析】选D。向其中通入标准状况下22.4 L HCl气体,则溶质的物质的量为0.1
L×1mol·L+22.4L/22.4 L·mol=1.1 mol,而溶液体积无法计算,所以其物质的量浓度无法计算,A错误;盐酸易挥发,所以加热蒸发盐酸,氯化氢和水蒸气都减少,所以蒸发操作不可取,故B、C错误;加入5 mol·L盐酸100 mL,再将溶液体积稀释到300 mL,所得溶液中溶质物质的量浓度为(0.1L×1·mol·L+ mol·L×0.1L )/0.3L=2 mol·L,D正确。
3. (新题预测)某同学欲测定一不规则容器的容积,设计下述实验:将10 g胆矾晶体用100 mL水溶解,溶解液和洗涤烧杯玻璃棒的洗涤液全部转移入容器中,继续向容器中加满水,从容器中取出25 mL溶液,恰好能与20 mL 0.1 mol·L的BaCl2溶液完全反应。则下列说法错误的是( )
A.容器中CuSO4溶液的浓度为0.08 mol·L B.该不规则容器的容积为5 L
C.4 ℃时,该容器能容纳约27.8 mol蒸馏水 D.标况下,该容器中容纳的空气质量约为0.65 g
【解析】选B。25 mL CuSO4恰好与0.002 mol BaCl2反应,则CuSO4浓度为
0.08 mol·L,A正确;胆矾晶体为0.04 mol,容器中溶质CuSO4共0.04 mol,则容器容积为500 mL,即0.5 L,B错误;500 mL蒸馏水质量500 g,约为27.8 mol,C正确;标况下500 mL空气的质量为0.5L×29g·mol
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
/22.4 L·mol≈0.65 g,D正确。
4. 物质X2CO3的饱和溶液V mL,密度为ρ g·cm,X的物质的量浓度为c mol·L,溶质的质量分数为
-3
+
-1
-1
a%,溶质的相对分子质量为M,溶质的溶解度为S g。则下列表达式正确的是( )
A.c=1000ρa%/M ×2 C.a=cM/200ρ
B.S=cMV/1000
D.V×ρ×a%= cMV/1000
+
【解析】选A。c(X2CO3)= 1000ρw/M =1000ρa%/M ,则c=c(X)=2c(X2CO3)= 1000ρa%/M ×2,A正确;溶液中m(X2CO3)=nM=0.5×cV×1/1000×M= cMV/2000 g,溶液的质量为ρV,则溶解度S=m溶质/m溶剂×100 g= cMV/2000/(ρcMV/2000V)×100 g=100Cm/(2000ρ-cM)g,B错误;c=100×2,则a%=cM/2000ρ,a=cM/20ρ,C错误;V×ρ×a%表示溶质X2CO3的质量,溶液中m(X2CO3)=nM=0.5×McV/1000=cMV/2000,D错误。
5. V mL Fe2(SO4)3溶液中含a g SO4,取出溶液0.5V mL,用水稀释成2V mL,则稀释后溶液中Fe的物质的量浓度是 ( )
A. 125a/72Vmol·L
-1
2-3+
B. 125a/36V mol·L D. 125a/24V mol·L
-1
-1
C. 125a/18V mol·L
-1
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【解析】选A。a g SO4的物质的量为n(SO4)=ag/96g·mol=a/96mol,V mL Fe2(SO4)3溶液中含有Fe的物质的量为n(Fe)=2/3×n(SO4)= a/96mol×2/3=a/144mol,0.5V mL溶液中含有Fe的物质的量为
3+
2-3+
2-2--13+
n(Fe3+)= a/144mol×0.5= a/288mol ,稀释后溶液体积为2V mL,则溶液中Fe3+的浓度为c(Fe3+)= a/288mol
/(2V×10L)= 125a/72Vmol·L。
6.(2019·天津和平区模拟)人体血液里Ca的浓度一般采用mg·cm来表示。抽取一定体积的血样,加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca的浓度。某研究小组根据如下实验步骤,来测定血液样品中Ca的浓度。
Ⅰ.配制KMnO4标准溶液:如图所示是配制50 mL KMnO4标准溶液的过程示意图。
2+
2+
2+
-3
-3
-1
(1)请你观察图示,判断其中不正确的操作有哪些?并给予解释。 (2)研究小组如果定容时不小心加水超过刻度线,应该再如何弥补?
Ⅱ.测定血液样品中Ca的浓度:抽取血样20.00 mL,经过上述处理后得到草酸,再用0.020 mol·L KMnO4
溶液滴定,使草酸转化成CO2逸出,这时共消耗12.00 mL KMnO4溶液。
(3)已知草酸跟KMnO4反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+ == 2Mnx++10CO2↑+8H2O,根据你的分析 确定方程式中x的值,并计算血液样品中Ca的浓度是多少?(以mg·cm计量)
【解析】(1)由图示可知,②⑤操作错误,②不能在量筒中溶解固体,⑤定容时应平视刻度线。 (2)如果定容时不小心加水超过刻度线,应重新配制。
(3)根据电荷守恒,(-1)×2+(+1)×6=(+x)×2,解得x=2,草酸跟KMnO4反应的离子方程式为
2MnO4-+5H2C2O4+6H+ == 2Mnx++10CO2↑+8H2O。血样20.00 mL经过上述处理后得到草酸,草酸消耗的高锰酸钾的物质的量为0.020 mol·L-1×0.012 L=2.4×10-4 mol,根据反应方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+ ==
2+
-3
2+
-1
12
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