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例題精講 · 第 00426 題 · 自編兩題·俯視讓實際體積偏小,濃度就偏高 0.8%

配製一定物質的量濃度的溶液,誤差都落在 n(溶質是否全轉移)與 V(定容實際體積)兩個量上:c=n/V。本文用一份自編配製任務配兩題,練「算 m→列步驟→逐項判 n/V 增減→定量回算」;含七種操作誤差對照表與兩處體積回代。質量、體積與濃度均為原創自編示意數值,不代表真實試劑或檢定結果。

00426題號全 1000 篇 · 第 第71輪 / 第71冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

一、考點定位與做題順序

一切誤差歸到 c = n / V 兩個數:n 少了 → c 偏低;V 少了 → c 偏高。容量瓶上標的是「在標定溫度下、液麵最低點與刻度線相切時的體積」,所以俯視(視線從上往下)會提前以為到線,實際液麵低於刻度 → V 偏小 → c 偏高;仰視反之。

自編任務:配製 250.0 mL、0.1000 mol/L 的 Na₂CO₃ 溶液(示意取 M=106.0 g/mol,自編示意值)。先算 n = 0.02500 mol,m = 2.650 g。下面數值均為自編示意。

二、逐題精講

題1

題1 稱量、步驟與定量誤差(計算+簡答)

(1) 寫出 n 與 m 的計算;列出「計算→稱量→溶解並冷卻→轉移→洗滌→定容→搖勻→裝瓶貼籤」八步,並說明為什麼必須冷卻到室溫再定容。
(2) 定量判四種情形:① 俯視定容,實際體積 248.0 mL;② 仰視定容,實際體積 252.0 mL;③ 洗滌液未轉移,n 損失 2.00%;④ 搖勻後液麵下降又補水到刻度,多加了 2.0 mL。各求 c 與相對偏差。
(3) 判斷「容量瓶未乾燥(有少量蒸餾水)」有無影響,並說明理由。

解析

(1) n = c·V = 0.1000 × 0.2500 = 0.02500 mol;m = n·M = 0.02500 × 106.0 = 2.650 g。
八步:計算 → 稱量(天平/稱量紙)→ 燒杯中溶解、冷卻至室溫 → 沿玻璃棒轉移入 250.0 mL 容量瓶 → 洗滌燒杯與玻璃棒 2–3 次、洗液一併轉入 → 加蒸餾水至距刻度 1–2 cm 改用膠頭滴管定容(平視,液麵最低點與刻度相切)→ 塞緊搖勻 → 裝瓶貼籤(註明濃度、溶質、日期)。
必須冷卻:溶解常放熱,熱溶液體積膨脹且容量瓶標定溫度通常為室溫;若趁熱定容到刻度,冷卻後液體收縮、液麵低於刻度,實際 V 偏小 → c 偏高;同時熱溶液可能影響容量瓶精度。口徑:溶解、冷卻、轉移、洗滌都在「定容前」完成,定容是唯一決定 V 的步驟。

(2) 四種定量(基準 c₀ = 0.02500/0.2500 = 0.1000 mol/L):
① 俯視,V=248.0 mL=0.2480 L:c = 0.02500/0.2480 = 0.100806 mol/L,偏差 (0.100806−0.1000)/0.1000 = +0.806% → 偏高(V 小)。
② 仰視,V=252.0 mL:c = 0.02500/0.2520 = 0.099206 mol/L,偏差 −0.794% → 偏低(V 大)。
③ 洗滌液未轉移,n 損失 2.00% → n′ = 0.02500×0.98 = 0.02450 mol,c = 0.02450/0.2500 = 0.09800 mol/L,偏差 −2.00% → 偏低(n 小)。
④ 搖勻後再補水 2.0 mL:搖勻後液麵下降是部分溶液沾在瓶塞與瓶頸所致,溶質與溶劑同比減少、濃度並未變;此時補水到刻度等於額外加水稀釋,V = 252.0 mL,c = 0.02500/0.2520 = 0.099206 mol/L,偏差 −0.794% → 偏低。核對:④ 與 ② 數值相同,因兩者都使最終 V=252.0 mL,但機理不同(仰視是讀數錯、補水是稀釋錯),不可混為一因。
回代閉合:① 0.100806×0.2480 = 0.02500 ✅;② 0.099206×0.2520 = 0.02500 ✅;③ 0.09800×0.2500 = 0.02450 ✅。

(3) 容量瓶未乾燥:無影響。瓶內少量蒸餾水既不改變溶質的 n(溶質是後來轉入的),也不改變最終定容到的 V(定容時仍加到刻度,瓶裡原有的水只是提前佔了一部分體積,後續少加一點蒸餾水即可)。對照:若殘留的是待配溶液或別的溶質,則 n 被改變 → 有影響;「蒸餾水」與「含溶質的殘液」要分開判。同理:燒杯未乾燥(有蒸餾水)也無影響,但稱量紙/砝碼帶殘液會影響 n。

答案 (1) n=0.02500 mol、m=2.650 g;八步見上,熱溶液定容冷卻後 V 偏小故 c 偏高。(2) ①0.100806(+0.806% 偏高) ②0.099206(−0.794% 偏低) ③0.09800(−2.00% 偏低) ④0.099206(−0.794% 偏低,機理為稀釋非讀數)。(3) 容量瓶有少量蒸餾水無影響,因 n 不變、V 仍定容到刻度;含溶質殘液才有影響。

採分點 n=0.02500 1 分;m=2.650 1 分;八步完整 1 分;冷卻理由 1 分;四種 c 值各 1 分;四種方向與機理各 1 分;④與②同值不同因 1 分;三處回代閉合 1 分;(3) 無影響 1 分;n/V 兩量理由 1 分;蒸餾水 vs 含溶質殘液分判 1 分。

易錯點 把俯視判成 V 偏大、c 偏低;把搖勻後補水判成「補回正確體積、無影響」;把④與②混成同一原因;把洗滌液未轉移判成 V 變化;把容量瓶未乾燥判成偏低;趁熱定容不判誤差;漏掉「裝瓶貼籤」與「平視」兩個步驟要點。

題2

題2 固體/濃溶液兩路、七類誤差歸類與反算

(1) 若改用濃溶液稀釋:取 1.000 mol/L Na₂CO₃ 母液配 250.0 mL、0.1000 mol/L,求需取母液體積;寫出與固體配製不同的兩步(量取儀器、是否需冷卻),並說明量筒/移液管未潤洗各造成什麼偏差。
(2) 把七類操作按「影響 n / 影響 V / 無影響」歸類:砝碼鏽蝕、稱量時藥品灑落、洗滌液未轉移、定容俯視、定容仰視、搖勻後補水、容量瓶有少量蒸餾水。
(3) 若實測配得溶液 c = 0.09880 mol/L,在「只發生了俯視或仰視之一、且 n 準確」的前提下,反推實際定容體積,並判斷是俯視還是仰視。

解析

(1) 濃溶液稀釋:由 c₁V₁ = c₂V₂,V₁ = 0.1000×0.2500/1.000 = 0.02500 L = 25.00 mL。
與固體配製不同的兩步:① 用移液管(或 A 級量具)量取 25.00 mL 母液,不是「稱量」;② 母液稀釋熱效應通常很小,但仍應在室溫下混勻後定容,若稀釋放熱明顯同樣要冷卻——「是否需冷卻」取決於有無明顯熱效應,不是固體配製的專屬步驟。
未潤洗的偏差:
· 移液管未用母液潤洗(管內殘留水)→ 量取的 25.00 mL 裡母液被稀釋,實際轉入的 n 偏小 → c 偏低;
· 量筒未潤洗(若用量筒量母液)同理偏低;但若量筒用來量蒸餾水,殘留水無影響(理由同容量瓶)。
· 容量瓶未乾燥仍無影響。對照:00402 裡「滴定管未潤洗」使滴定劑被稀釋、消耗體積偏大 → 算得結果偏高;本題「移液管未潤洗」使待測母液被稀釋、轉入 n 偏小 → 偏低。同是「未潤洗」,方向相反,因為被稀釋的對象一個是「滴定劑體積」、一個是「取樣物質的量」——這條最該分開記。

(2) 七類歸類:
· 影響 n:砝碼鏽蝕(實際質量大於標稱 → 稱得藥品偏多 → n 偏大 → c 偏高)、藥品灑落(n 偏小 → 偏低)、洗滌液未轉移(n 偏小 → 偏低);
· 影響 V:定容俯視(V 小 → 偏高)、定容仰視(V 大 → 偏低)、搖勻後補水(額外稀釋,V 大 → 偏低);
· 無影響:容量瓶有少量蒸餾水(n 不變、V 仍定容到刻度)。
核對:七類裡偏高 2 項(砝碼鏽蝕、俯視)、偏低 4 項(灑落、洗液未轉、仰視、補水)、無影響 1 項。判據:先問「這一步動的是溶質還是最終體積」,再定 c 方向;凡「定容之後」再動液體的,一律按改變 V 處理。

(3) 反算:n 準確 = 0.02500 mol,c = 0.09880 mol/L,則
V實際 = n/c = 0.02500/0.09880 = 0.253036 L = 253.04 mL。
比標稱 250.0 mL 多 3.04 mL(+1.216%),故是仰視(V 偏大 → c 偏低)。
回代:0.09880×0.253036 = 0.02500 ✅;相對偏差 (0.09880−0.1000)/0.1000 = −1.20%,與 253.04/250.0 = 1.01216 互為倒數關係(0.1000/1.01216 = 0.09880)✅。
排除俯視:俯視應得 V < 250.0 mL、c > 0.1000,與實測 0.09880 矛盾。前提複核:題設「只發生俯仰視之一、n 準確」很關鍵——若同時存在洗滌液未轉移(n 偏小)與俯視(V 偏小),兩者可能互相抵消,就不能單憑 c 反推是哪一種;多誤差並存時須逐項登記,不硬歸一類。

答案 (1) V₁=25.00 mL;改用移液管量取、熱效應小但仍須室溫定容;移液管未潤洗使 n 偏小、c 偏低(與 00402 滴定管未潤洗方向相反,因被稀釋對象不同)。(2) 影響 n:砝碼鏽蝕(偏高)/灑落/洗液未轉(偏低);影響 V:俯視(偏高)/仰視/補水(偏低);無影響:容量瓶少量蒸餾水。(3) V實際=253.04 mL,偏大 3.04 mL,故為仰視;回代 0.09880×0.253036=0.02500,−1.20% 與 1.01216 互為倒數。

採分點 c₁V₁=c₂V₂ 得 25.00 mL 1 分;兩步不同與冷卻口徑 1 分;移液管未潤洗偏低 1 分;與 00402 方向對照 1 分;七類歸類各 1 分;偏高2/偏低4/無影響1 核對 1 分;(3) V=253.04 mL 1 分;判仰視 1 分;回代閉合 1 分;倒數關係 1 分;排除俯視 1 分;多誤差並存須逐項登記 1 分。

易錯點 把移液管未潤洗判成與滴定管未潤洗同向偏高;把砝碼鏽蝕判成偏低;把容量瓶未乾燥歸入「影響 V」;反算時忘記「n 準確」前提;把 253.04 mL 判成俯視;多誤差抵消時仍硬歸單一原因;稀釋法忽略熱效應仍須室溫定容。

三、規律小結與對照表

操作動的是n/V 變化c 方向本題定量備註
砝碼鏽蝕n偏大偏高—實際質量>標稱
藥品灑落n偏小偏低——
洗滌液未轉移n−2.00%偏低0.09800−2.00%
定容俯視V248.0 mL偏高0.100806+0.806%
定容仰視V252.0 mL偏低0.099206−0.794%
搖勻後補水V252.0 mL偏低0.099206稀釋,非讀數錯
容量瓶少量蒸餾水—不變無影響—含溶質殘液才有影響
趁熱定容V冷卻後收縮偏高—定容前須冷卻
移液管未潤洗(母液)n偏小偏低—≠滴定管未潤洗
實測 0.09880V253.04 mL偏低仰視+1.216%
基準n=0.02500, V=0.2500—0.1000m=2.650 gM=106.0 示意

溶液配製只記「c=n/V,先判這一步動的是 n 還是 V」:本題 m=2.650 g、n=0.02500 mol,基準 0.1000 mol/L。俯視 V 小 → 偏高(248.0 mL 得 +0.806%),仰視 V 大 → 偏低(252.0 mL 得 −0.794%),洗滌液未轉移 −2.00%,搖勻後補水是稀釋不是補回體積。容量瓶有少量蒸餾水無影響,但「移液管未潤洗母液」偏低,與 00402「滴定管未潤洗」偏高方向相反,因被稀釋的對象不同。實測 0.09880 反推 V=253.04 mL 即仰視。質量、體積、濃度與摩爾質量均為自編示意,不代表真實試劑或檢定結果。

四、自測清單

  • □ 一切誤差先歸到 n 或 V,再定 c 方向;
  • □ 俯視 V 偏小→偏高,仰視 V 偏大→偏低;
  • □ 搖勻後液麵下降再補水=額外稀釋,偏低;
  • □ 容量瓶/燒杯有少量蒸餾水無影響,含溶質殘液才有影響;
  • □ 趁熱定容、洗滌液未轉移、砝碼鏽蝕逐項分判;
  • □ 多誤差可能互相抵消,反推前確認「只一種誤差」前提。
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):電化學基礎、化學平衡、溶液平衡與配位平衡相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·一定物質的量濃度溶液配製:定容俯仰視與誤差方向
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