【知识点详解】
1. 容量瓶的使用:在化学实验中,容量瓶是用来配制一定物质的量浓度溶液的专用玻璃容器。如题目中提到的,容量瓶在使用前必须确保瓶塞不漏水,但不需要干燥,也不能用待配溶液润洗,以避免对溶液浓度造成影响。
2. 溶液稀释与浓度计算:溶液的稀释遵循“物质的量不变”原则。例如,将5 mol·L⁻¹的盐酸稀释到200 mL,其浓度变为0.25 mol·L⁻¹。无论取出多少体积,这部分溶液的浓度仍然是稀释后的浓度,因此,取出5 mL的盐酸浓度仍是0.25 mol·L⁻¹。
3. 物质的量浓度计算:物质的量浓度c是溶质的物质的量n除以溶液的体积V。如题中所述,通过计算Na²SO₄和Al₂(SO₄)₃溶液中SO₄²⁻的总物质的量,并除以混合后溶液的总体积,可以得出混合溶液中SO₄²⁻的物质的量浓度。
4. 配制溶液的误差分析:在配制溶液过程中,错误的操作可能导致最终溶液的浓度偏差。如俯视量筒读数会使得量取的液体体积偏小,导致溶液浓度偏高;反之,俯视容量瓶刻线定容则会使溶液体积偏小,浓度偏高。而量筒的洗涤液应倒入烧杯,否则会使溶质的量增加,浓度偏高;定容后液面低于刻线再加水,会导致浓度偏低。
5. 配制一定体积溶液的方法:由于实验室常用容量瓶的规格限制,配制480 mL溶液通常选用500 mL容量瓶。例如,配制0.1 mol·L⁻¹的硫酸铜溶液,需要计算硫酸铜或胆矾的质量,然后溶解在足够水中,最后定容至500 mL刻线。注意,水的体积不是500 mL,而是用来配制成500 mL溶液。
6. 溶液中的离子数量与浓度计算:对于Ba(NO₃)₂溶液,Ba²⁺与NO₃⁻的浓度之比等于其化学式中的比例,即1:2。在一定体积溶液中,阴阳离子总数等于各离子物质的量乘以阿伏伽德罗常数NA。对于Al₂(SO₄)₃溶液,由铝离子的浓度可推算出硫酸根离子的浓度,两者浓度比为2:3。
通过以上内容,我们可以了解到化学实验中关于容量瓶的使用规则、溶液稀释与浓度计算、物质的量浓度的概念及其计算方法、配制溶液的误差分析以及溶液中离子数量和浓度的计算等关键知识点。这些知识是高中化学学习的基础,对于理解和应用化学原理至关重要。