主题三 学生实验二 溶液的稀释 同步作业 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版

主题三 溶液与水溶液中的离子反应 学生实验二 溶液的稀释 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 溶液稀释的核心原理是（ ） A. 溶质的质量不变 B. 溶剂的质量不变 C. 溶液的质量不变 D. 溶质的物质的量不变（加工制造中浓度计算核心依据） 2. 加工制造中，将浓盐酸（37%，密度1.19g/cm³）稀释成除锈用稀盐酸，不需要用到的仪器是（ ） A. 量筒（量取浓盐酸和水） B. 烧杯（稀释容器） C. 容量瓶（定容精确浓度） D. 玻璃棒（搅拌混匀） 3. 下列关于溶液稀释的操作，正确的是（ ） A. 稀释浓硫酸时，将水缓慢倒入浓硫酸中（危险操作，禁止） B. 稀释浓盐酸时，将浓盐酸沿烧杯壁缓慢注入水中，边加边搅拌 C. 稀释后的溶液可直接倒入试剂瓶，无需冷却（需冷却至室温） D. 量取浓溶液时，仰视刻度线会导致稀释后浓度偏低（实际量取偏多，浓度偏高） 4. 把100mL 2mol/L的NaCl溶液（电镀辅助液）稀释成0.5mol/L的溶液，稀释后溶液的体积为（ ） A. 200mL B. 300mL C. 400mL D. 500mL 5. 加工制造中，电镀液稀释时，若稀释倍数为10倍，下列说法正确的是（ ） A. 溶质的物质的量变为原来的1/10 B. 溶剂的体积变为原来的10倍 C. 溶液的浓度变为原来的1/10 D. 溶液的质量变为原来的10倍 6. 下列操作会导致稀释后的溶液浓度偏高的是（ ） A. 量取浓溶液时俯视刻度线（量取偏少） B. 稀释时，烧杯内壁残留少量浓溶液（溶质损失） C. 定容时俯视刻度线（加水量不足） D. 稀释后溶液未摇匀（浓度不均，非整体偏高） 7. 稀释20mL 1mol/L的NaOH溶液（清洗液）至100mL，稀释后溶液的物质的量浓度为（ ） A. 0.1mol/L B. 0.2mol/L C. 0.5mol/L D. 1mol/L 8. 加工制造中，用浓NaOH溶液稀释配制稀NaOH溶液，量取浓溶液时，最适宜的仪器是（ ） A. 托盘天平（称量固体） B. 10mL量筒（量取液体） C. 烧杯（溶解容器） D. 胶头滴管（辅助滴加） 9. 关于溶液稀释的计算，依据的公式是（ ） A. c₁V₁ = c₂V₂（溶质物质的量守恒） B. ω₁m₁ = ω₂m₂（溶质质量守恒，质量分数稀释） C. ρ₁V₁ = ρ₂V₂（溶液密度守恒，不成立） D. 以上A和B均正确（不同浓度表示方法的稀释依据） 10. 稀释后的溶液浓度偏低，可能的原因是（ ） A. 稀释时加入的水过多 B. 量取浓溶液时仰视刻度线（量取偏多，浓度偏高） C. 稀释后溶液未冷却就定容（冷却后体积缩小，浓度偏高） D. 转移稀释后的溶液时，洗涤了烧杯（溶质无损失） 11. 加工制造中，焊接用助焊剂溶液（NH₄Cl溶液）稀释时，下列说法错误的是（ ） A. 稀释后，NH₄⁺的水解程度增大（浓度越小，水解程度越大） B. 稀释后，溶液的pH会增大（H⁺浓度减小） C. 稀释后，溶液的导电性增强（离子浓度减小，导电性减弱） D. 稀释需在烧杯中进行，并用玻璃棒搅拌 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 溶液稀释的本质是______不变，______增加，导致溶液浓度降低；加工制造中，常见的稀释场景有______（除锈液配制）、______（电镀液浓度调节）等。 2. 稀释操作的基本步骤为：______（计算浓溶液和水的用量）、______（量取浓溶液和蒸馏水）、______（在烧杯中混合稀释）、______（冷却后转移至试剂瓶）、______（摇匀使浓度均匀）。 3. 稀释浓溶液时，需将______缓慢注入______中，并不断搅拌，目的是______（如稀释浓盐酸、浓硫酸时防局部过热）。 4. 用溶质质量分数表示的溶液稀释，依据的守恒关系是______；用物质的量浓度表示的溶液稀释，依据的守恒关系是______。 5. 加工制造中，稀释后的溶液需贴标签，注明______、______和______（如“10%稀盐酸（除锈用）-2026.01”）。 6. 量取浓溶液时，若仰视刻度线，实际量取的浓溶液体积______，稀释后溶液浓度______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 溶液稀释时，溶质的质量和物质的量均保持不变。（ ） 2. 稀释浓硫酸时，必须将浓硫酸沿烧杯壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。（ ） 3. 加工制造中，电镀液稀释的倍数越大，镀层质量越好（需控制在合理浓度范围）。（ ） 4. 稀释后的溶液体积一定等于浓溶液体积与水的体积之和（存在体积收缩，略小于）。（ ） 5. 量取浓溶液的量筒洗涤后，洗涤液需倒入稀释烧杯中（无需洗涤，避免浓度偏高）。（ ） 6. 稀释后的溶液若浓度偏高，可通过补加少量水调节至目标浓度（需重新计算补加水量）。（ ） 7. 加工制造中，除锈用稀盐酸的稀释浓度需根据铁锈厚度调整，浓度过高会腐蚀金属基体。（ ） 8. 用容量瓶定容稀释后的溶液时，需先冷却至室温再转移。（ ） 9. 稀释NaOH溶液时，因放热明显，需在通风橱中进行（NaOH稀释放热不剧烈，无需通风橱）。（ ） 二、提升题（共30分） （一）实验设计题（10分） 加工制造中，需将市售37%的浓盐酸（密度1.19g/cm³）稀释成500g 10%的稀盐酸用于金属除锈，设计实验方案如下： 1. 实验目的：稀释浓盐酸，配制500g 10%的除锈用稀盐酸； 2. 实验原理：溶质质量守恒（稀释前浓盐酸中HCl质量=稀释后稀盐酸中HCl质量）； 3. 所需仪器和药品： 仪器：______、______、______、______、______； 药品：37%浓盐酸、蒸馏水； 4. 实验步骤： ① 计算：需37%浓盐酸的质量为______g（计算过程：m(浓)=m(稀)×ω(稀)/ω(浓)=500g×10%/37%≈135.1g）；需水的质量为______g（m(水)=500g-135.1g≈364.9g）；浓盐酸的体积为______mL（V=m/ρ=135.1g÷1.19g/cm³≈113.5mL）； ② 量取：用______量取113.5mL浓盐酸，倒入烧杯中；用______量取364.9mL蒸馏水（水的密度1g/cm³，体积=质量）； ③ 稀释：将______缓慢倒入______中，用玻璃棒不断搅拌，使溶液混合均匀，冷却至室温； ④ 转移：将冷却后的稀盐酸转移至______中，用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2-3次，洗涤液一并转移； ⑤ 摇匀：盖好试剂瓶瓶塞，反复颠倒摇匀； ⑥ 贴标签：注明“______”。 5. 误差分析： ① 若量取浓盐酸时俯视刻度线，会导致稀释后溶液浓度______（填“偏高”“偏低”或“不变”），原因是______； ② 若稀释时未搅拌均匀，会导致溶液浓度______（填“均一”或“不均一”），影响除锈效果； 6. 注意事项： ① 浓盐酸具有挥发性和腐蚀性，量取时需在通风橱中进行，佩戴橡胶手套； ② 稀释时严禁将浓盐酸倒入水中的顺序颠倒，防止液体飞溅； 7. 拓展应用：若需将该10%的稀盐酸进一步稀释成5%的溶液，需补加蒸馏水的质量为______g，依据的原理是______。 （二）分析题（10分） 1. 加工制造中，电镀铜用的0.5mol/L CuSO₄溶液需稀释成0.1mol/L的工作液，分析稀释过程中：① 溶液中Cu²⁺浓度、SO₄²⁻浓度的变化；② 溶液pH的变化（结合Cu²⁺水解平衡）；③ 溶液导电性的变化，说明原因； 2. 某同学稀释浓硫酸时，未将浓硫酸注入水中，而是将水倒入浓硫酸中，分析可能出现的危险后果，结合浓硫酸的性质（强氧化性、脱水性、稀释放热）说明原因； 3. 工业生产中，批量稀释电镀液（如1000L 2mol/L NaCl溶液稀释成0.5mol/L）与实验室小规模稀释（如500mL同浓度稀释）的操作差异，从仪器选择、搅拌方式、浓度监测三个角度分析。 （三）计算题（10分） 1. 加工制造中，用98%的浓H₂SO₄（密度1.84g/cm³，摩尔质量98g/mol）稀释配制1000mL 0.5mol/L的稀H₂SO₄（除锈用），计算： （1）浓H₂SO₄的物质的量浓度（公式：c=1000ρω/M）； （2）需量取浓H₂SO₄的体积（稀释公式：c₁V₁=c₂V₂）； （3）若量取浓H₂SO₄时仰视刻度线，配制的稀H₂SO₄浓度比目标浓度高还是低？计算实际量取10mL浓H₂SO₄时，稀释后的浓度（写出计算过程）； 2. 电镀废液中含0.8mol/L的NiSO₄溶液，需稀释成0.2mol/L的回收液，若要配制100L稀释后的溶液，计算： （1）需量取原废液的体积； （2）需加入蒸馏水的体积（假设稀释前后溶液密度均为1g/cm³，忽略体积变化）； （3）稀释后溶液中Ni²⁺的物质的量（写出计算过程）； 3. 加工制造中，清洗零件用的NaOH溶液，由200g 20%的NaOH溶液稀释而成，稀释后溶液的溶质质量分数为5%，计算： （1）稀释后溶液的总质量； （2）需加入蒸馏水的质量； （3）若稀释后溶液的密度为1.05g/cm³，计算稀释后溶液的物质的量浓度（NaOH摩尔质量40g/mol）（写出计算过程）。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. D 2. C 3. B 4. C 5. C 6. C 7. B 8. B 9. D 10. A 11. C （二）填空题 1. 溶质质量（或物质的量）；溶剂质量（或体积）；浓盐酸稀释成除锈液；浓电镀液调节浓度 2. 计算；量取；稀释；转移；摇匀 3. 浓溶液；水；防止局部过热导致液体飞溅 4. 溶质质量守恒；溶质物质的量守恒 5. 溶液名称；浓度；配制日期（或用途） 6. 偏大；偏大 （三）判断题 1. √ 2. √ 3. ×（需合理浓度，过高过低均影响镀层） 4. ×（体积略小于之和） 5. ×（无需洗涤量筒） 6. √（需精确计算补水量） 7. √ 8. √ 9. ×（NaOH稀释放热不剧烈） 二、提升题 （一）实验设计题 3. 仪器：烧杯；玻璃棒；量筒；胶头滴管；试剂瓶； 4. 实验步骤： ① 135.1；364.9；113.5； ② 200mL量筒；500mL量筒； ③ 蒸馏水；浓盐酸； ④ 500mL试剂瓶； ⑥ 10%稀盐酸（除锈用）； 5. 误差分析： ① 偏低；俯视导致量取的浓盐酸体积偏小，溶质质量不足； ② 不均一； 6. 拓展应用：500；溶质质量守恒（稀释前后HCl质量不变）。 （二）分析题 1. ① Cu²⁺浓度和SO₄²⁻浓度均变为原来的1/5（0.5mol/L→0.1mol/L），因稀释时溶质物质的量不变，体积变为5倍；② pH增大，Cu²⁺水解平衡Cu²⁺+2H₂O⇌Cu(OH)₂+2H⁺，稀释后Cu²⁺浓度减小，平衡逆移，H⁺浓度减小，pH增大；③ 导电性减弱，离子浓度减小，电荷传递能力下降； 2. 危险后果：液体剧烈沸腾飞溅，导致灼伤；原因：浓硫酸稀释时放出大量热，水的密度小于浓硫酸，倒入后水浮在表面，局部温度骤升超过水的沸点，导致飞溅，且浓硫酸具有强腐蚀性，飞溅后会造成严重灼伤； 3. ① 仪器选择：工业用大型计量罐、离心泵、搅拌釜，实验室用小型量筒、烧杯、玻璃棒；② 搅拌方式：工业用机械搅拌或气流搅拌（连续均匀），实验室用手动玻璃棒搅拌；③ 浓度监测：工业用在线浓度计实时监测，实验室用pH计或滴定法离线检测。 （三）计算题 1. 解：（1）浓H₂SO₄的物质的量浓度c=1000×1.84g/cm³×98%÷98g/mol=18.4mol/L； （2）需量取体积V₁=c₂V₂/c₁=0.5mol/L×1L÷18.4mol/L≈0.0272L=27.2mL； （3）仰视量取导致实际体积偏大，浓度偏高；实际量取10mL时，n(H₂SO₄)=18.4mol/L×0.01L=0.184mol，稀释后浓度c=0.184mol÷1L=0.184mol/L（若目标体积1L）； 答：（1）18.4mol/L；（2）≈27.2mL；（3）偏高，实际浓度0.184mol/L。 2. 解：（1）根据c₁V₁=c₂V₂，V₁=0.2mol/L×100L÷0.8mol/L=25L； （2）需加水体积=100L-25L=75L； （3）n(Ni²⁺)=0.2mol/L×100L=20mol； 答：（1）25L；（2）75L；（3）20mol。 3. 解：（1）稀释前溶质质量=200g×20%=40g，稀释后总质量=40g÷5%=800g； （2）需加水质量=800g-200g=600g； （3）稀释后溶液体积=800g÷1.05g/cm³≈761.9mL=0.7619L，n(NaOH)=40g÷40g/mol=1mol，浓度c=1mol÷0.7619L≈1.31mol/L； 答：（1）800g；（2）600g；（3）≈1.31mol/L。 学科网（北京）股份有限公司 $