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111 第三課時 溶液的配置及分析 基礎梳理 1．物質的量濃度（cB）： （1）定義：用單位體積溶液里所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量，叫做溶質B的物質的量濃度，用符號cB表示，常用單位有mol/L、mol/m3等。數學表達式為cB＝nB/V。 （2）正確理解物質的量濃度應注意的問題： ①定義式中的V特指溶液的體積，而不是溶劑的體積，計算時常用的體積單位是L； ②溶質的量是用其物質的量來表示的，而不能用其質量來表示； ③溶質是溶液中的溶質，可以是化合物，也可以是離子或其它組合； ④物質的量濃度的大小與所取溶液的體積大小無關，但所含溶質的物質的量（或質量）因體積的不同而不同。 2．配制一定物質的量濃度的溶液： （1）實驗原理：以單位體積溶液里所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量，叫做溶質B的物質的量濃度。因此，配制一定物質的量濃度的溶液，就是使一定物質的量的溶質溶解于溶劑中形成一定體積的溶液的實驗操作。 （2）配制溶液的關鍵：準確測量溶質的量（溶質的質量或體積）；準確測量所配溶液的體積。 （3）實驗主要儀器　　 ①準確測量溶質的量的儀器：天平和滴定管?！　? 物質的物質的量是無法直接測量的。但是，物質的物質的量與質量之間、物質的量與溶液體積之間都存在著密切的、可以相互換算的關系。物質的質量和液體的體積都是易測量出來的。因此，在配制一定物質的量濃度溶液時，準確測量溶質的物質的量就轉化為準確測量溶質的質量或體積了。　　 ②準確測量所配制的溶液體積的儀器：容量瓶?！　? 準確測量所配制的溶液體積的主要儀器是一種容積精確的儀器——容量瓶。容量瓶有各種不同規(guī)格，常用的有25mL、50mL、100mL、250mL、500mL和1000mL等幾種，如圖1所示： ③配制一定物質的量濃度溶液，所用的主要儀器還有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒、托盤天平和藥匙等。 （4）操作步驟： 以配制500mL 0.1mol/LNa2CO3溶液為例： ①計算：計算配制溶液所需溶質Na2CO3的質量?！　? n(Na2CO3)＝V[Na2CO3 (aq)]c (Na2CO3)=0.5L0.1mol/L=0.05mol ； m(Na2CO3)＝n(Na2CO3)M(Na2CO3)＝0.05mol106g/mol＝ 5.3g。 ②稱量：準確稱量一定質量的溶質Na2CO3?！　? 注意：配制一定物質的量濃度的溶液時，準確稱量一定質量要用電子天平，但中學可用托盤天平代替。 I．調節(jié)天平的零點：取一架托盤天平（托盤天平的構造如圖2所示）在實驗平臺上放平，用鑷子將游碼撥到標尺左端的“0”刻度處。通過平衡螺母調節(jié)天平平衡。 說明：拔動游碼要用鑷子，防止砝碼生銹；觀察托盤天平要從正面。　　 II．準確稱取5.3gNa2CO3固體?！　? 取兩塊相同的紙片放在托盤天平的兩個托盤上。用鑷子夾取1個5g的砝碼放在托盤天平的右盤上，再用鑷子將游碼撥到標尺上的“0.3g”處，如圖3所示： 用藥匙向托盤天平的左盤上加Na2CO3，當還差少量Na2CO3時，一只手持盛有Na2CO3的藥匙，用另一只手輕輕連續(xù)拍打持藥匙的手的手腕，使Na2CO3粉末分次少量落下，直至托盤天平指針左右擺動平衡。將稱得的Na2CO3加到一個潔凈的小燒杯中，妥善收拾托盤天平、砝碼和其他的藥品， 特別提醒的是：把托盤天平的游碼撥回到標尺上的“0”刻度處。　 附：托盤天平的使用應注意的問題： ①每套砝碼只對一架托盤天平適用，對其他天平有誤差。因此，不要將砝碼和托盤天平隨意對調?！　? ②取用砝碼和拔動游碼都要用鑷子，不能直接用手拿，因手上有汗?jié)n等污物，若用手拿，會腐蝕、沾染砝碼、游碼，使它們的質量標準失真?！　? ③用托盤天平稱量物質的質量時，左盤放物品，右盤放砝碼?！　? ④任何熱的物品都不能用托盤天平測其質量，原因一是損壞托盤天平，二是測得的物品質量不準確。　　 ⑤任何化學藥品都不能直接接觸托盤天平的托盤，原因一是防止托盤被腐蝕；二是防止不同的化學藥品相互污染。 ③溶解：用潔凈的量筒量取約50mL蒸餾水倒入盛Na2CO3的燒杯中，用潔凈的玻璃棒輕輕攪拌燒杯內的混合物，直至Na2CO3全部溶解，并將Na2CO3溶液的溫度恢復至室溫。 說明：　　 a．所用的燒杯、玻璃棒和量筒等儀器要預先洗滌干凈。　　　　 b．物質在溶劑中溶解，有的要放出熱量，有的要吸收熱量。由于容量瓶不能經受驟冷和驟熱，它的標定容積又是20℃溫度下的值，因此溶質預溶后形成的溶液必須要恢復至室溫。　　 c．已準確稱量的一定質量的溶質不能再有損失?！　? d．攪拌燒杯中的混合物時要小心輕拌，防止打破燒杯，不能有液體濺出。 ④轉移：將溶液全部轉移到容量瓶內，操作方法如圖4所示： 附：容量瓶的使用應注意的問題：　　 a．容量瓶的規(guī)格(容積)要與所配制溶液的體積相對應。　　 b．容量瓶在使用前先檢查是否完好和瓶口與瓶塞之間是否漏水，只有完好、不漏水的容量瓶才能使用，操作如圖5所示： c．燒杯內的液體向容量瓶內傾倒時，要用玻璃棒將液體引流至瓶頸內刻度線以下，棒的下端靠在瓶頸內壁的刻度線以下處，棒身立于瓶口的中央?！　? ⑤洗滌：每次用適量蒸餾水將溶解溶質用過的燒杯和玻璃棒洗滌2~ 3次，每次的洗滌液都沿著玻璃棒轉入容量瓶中去?！　? ⑥定容：分兩步加蒸餾水使溶液體積恰好等于容量瓶的標定容積。 注意：　a、大量的蒸餾水用燒杯倒入即可，但要用玻璃棒作引流，使水直接進入容量瓶的刻度線以下。當液面上升至距離瓶的刻度線還差1~2cm時，必須改用膠頭滴管逐滴加水?！　? b、滴加蒸餾水時，要使每一滴水都落在液面的中央，而不能滴在容量瓶瓶頸刻度線以上的內壁上。要以平視的方式、以容量瓶的刻度線為目標認真觀察，當液面的最低點與刻度線齊平時 ，立即停止加水。 ⑦振蕩：塞好容量瓶的瓶塞，按如圖6所示的方法雙手持容量瓶，將容量瓶反復倒、正顛倒振蕩幾次，使液體混合均勻。 注意：a、容量瓶的瓶塞要用食指摁住，以防松動漏出液體。 b、手持容量瓶的方式是用手指接觸瓶底，而不是用手握住整個容量瓶的瓶底。 ⑧分裝：把容量瓶內的溶液倒入潔凈、干燥的試劑瓶內，蓋好瓶蓋，在瓶體上貼好寫明溶液名稱、濃度、配制者姓名和配制日期的標簽?！　? 注意：a、容量瓶不能長時間儲存溶液，配成的溶液要及時轉移到試劑瓶中保存?！　? b、試劑瓶瓶體、瓶蓋材料的種類(如玻璃、橡膠、塑料)、顏色等，都要符合試劑儲存的要求，如盛堿性溶液的玻璃瓶忌用玻璃瓶塞等。試劑瓶要潔凈、干燥，以防溶液被污染或稀釋?！　? （5）注意事項： ①稱量NaOH等易潮解或有腐蝕性的固體必須在干燥潔凈的小燒杯中進行且要快速稱量。 ②溶解或稀釋過程有明顯溫度變化的，需等溶液溫度恢復至室溫才能轉移到容量瓶中。 ③往容量瓶中轉移溶液時，需要用玻璃棒引流；燒杯及玻璃棒應用蒸餾水洗滌2～3次，洗滌液也要注入容量瓶中。 ④定容時，當液面接近瓶頸刻度線1～2cm處，應改用膠頭滴管滴加。 （6）實驗誤差分析：　　 分析依據：由物質的量濃度的數學表達式c=n(B)/V(液)可知，凡是使溶質的物質的量增大，或使溶液的體積減小的操作，都將導致所配制溶液的濃度偏高；反之，則將導致所配制溶液的濃度偏低。 具體分析： ① 稱量：若稱量物錯放在托盤天平的右盤上，配出的溶液濃度偏低，因為稱m(左)=m(右)+m(游)。　　 ② 未等溶液冷卻就轉移、洗滌、定容，則配出溶液濃度偏大，因為配出的溶液在容量瓶中冷卻后實際體積偏??；反之，未等溶液升溫到溫室就轉移、洗滌、定容，則配出溶液濃度偏小，因為配出的溶液在容量瓶中恢復到常溫后實際體積偏大。 ③ 未洗滌溶解用的燒杯和玻璃棒或洗滌液未轉移入容量瓶，配出的溶液濃度偏低，因為溶質減少了。　　 ④ 量簡量取計算出的濃溶液體積時仰視刻度，c偏大。　　 ⑤ 除洗滌燒杯和玻璃棒外，還洗滌了量筒，則c偏大，因為量筒在標定刻度時，沒有把附在器壁上的殘留液計算在內，用水洗滌反 而使溶質的量偏大，造成c偏大?！　? ⑥ 定容時俯視刻度，c偏大。定容時仰視刻度，c偏小。 例題解析 例1．在4℃時向100ml水中溶解了22.4LHCl氣體（標準狀況）后形成溶液。下列說法中正確的是（　?。? A.該溶液物質的量濃度為10mol/L B.該溶液物質的量濃度因溶液的密度未知而無法求得 C.該溶液中溶質的質量分數因溶液的密度未知而無法求得 D.所得溶液的體積為22.5L 思路分析：解此類題的關鍵在于從定義出發(fā)，找源頭。 解題：B 本題的溶質的質量與溶液的質量可求得：36.5g，100g，所以可求出質量分數。選項A：溶液的體積不能簡單等于0.1L，便可推知該溶液物質的量濃度不應等于10mol/L。選項D：溶液的體積不能是溶質與溶劑的簡單加和。即不等于22.5L。 誤區(qū)點撥：氣體與液體混合時體積不能簡單加和，液體與液體混合。除非特別指出稀溶液，否則在給出密度的情況下，不能簡單相加。溶液的體積不等于溶劑的體積。 例2．配制100mL、1.0molL-1的NaOH溶液，下列情況會導致溶液濃度偏高的是（ ） A．容量瓶使用前經蒸餾水清洗后沒有干燥 B．配制過程中，未用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒 C．俯視確定凹液面與刻度線相切 D．用敞口容器稱量NaOH且時間過長 思路分析： 除了稱量和試劑因素外，以下操作將引起誤差： (1) 不洗滌燒杯、玻璃棒，造成所配制的溶液濃度偏低。(2) 在燒杯中溶解固體或稀釋濃溶液時，不放置至室溫，而趁熱轉入容量瓶進行定容，所得溶液的濃度偏高。(3)定容后上下倒置搖勻，發(fā)現液面低于刻度線時，再加水至刻度線，則所配制溶液的濃度偏低。。(4) 定容時俯視，所配溶液濃度偏高；定容時仰視，配制溶液濃度偏低。(5) 在溶解、轉移和洗滌過程中，把溶液濺到容器外，則所配制的溶液濃度偏低。 題中A項，容量瓶配制溶液最后須加蒸餾水定容，無需干燥；B項操作造成溶質未全部轉移至容量瓶中，所配溶液濃度減?。籆項，俯視定容，所加蒸餾水的量不足，溶劑量減少，濃度偏高；D項，稱量過程中，NaOH固體已經部分吸收H2O及CO2，溶質減少，濃度偏低。 解題：C 誤區(qū)點撥：分析實驗誤差應從物質的量濃度的定義式c=n(B)/V(液)出發(fā)，凡是使溶質的物質的量增大，或使溶液的體積減小的操作，都將導致所配制溶液的濃度偏高；反之，則將導致所配制溶液的濃度偏低。 例3．下列實驗操作錯誤的是___________ A．測定溶液pH的操作是：將濕潤的pH試紙置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，點在pH試紙的中部，與標準比色卡進行比較。 B．容量瓶檢漏的操作是：在容量瓶中注入適量的水，塞上玻璃瓶塞，左手五指托住瓶底，右手食指頂住瓶塞，反復倒置，觀察是否漏水。 C．配制一定物質的量濃度的硫酸溶液時，先往容量瓶中加水，然后按計算結果將一定體積濃硫酸沿玻璃棒慢慢倒入容量瓶，最后加水至刻度，搖勻。 D．觀察鉀元素焰色反應的操作是：將鉑絲放在稀鹽酸中洗滌，然后蘸取固體氯化鉀，置于煤氣燈的火焰上進行灼燒，透過藍色鈷玻璃進行觀察。 【解析】該題考察的是一些化學實驗的基本操作。用pH試紙測定溶液pH值時，不能預先用水潤濕，否則會引起待測液濃度減小，pH值改變；容量瓶使用之前必須要檢查是否漏水，方法為：在容量瓶中注入適量水，塞上瓶塞，食指頂住瓶塞，另一只手托住瓶底，倒立過來，觀察是否漏水，若不漏水，將瓶正立并將瓶塞旋轉180后，再次檢驗；容量瓶只能用于配制溶液，不能在其中直接溶解或稀釋；焰色反應的關鍵是用于蘸取待測物的鉑絲必須潔凈，所以每次檢測前后需蘸取鹽酸清洗，清洗后放在火焰上灼燒，直至與原來火焰焰色相同為止，再蘸取待測物進行檢驗，以排除雜質的干擾。答案為A、B、C、D。 例4．配制100mL、1.0molL-1的NaOH溶液，下列情況會導致溶液濃度偏高的是（ ） A．容量瓶使用前經蒸餾水清洗后沒有干燥 B．配制過程中，未用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒 C．俯視確定凹液面與刻度線相切 D．用敞口容器稱量NaOH且時間過長 【解析】 除了稱量和試劑因素外，以下操作將引起誤差： (1) 不洗滌燒杯、玻璃棒，造成所配制的溶液濃度偏低。(2) 在燒杯中溶解固體或稀釋濃溶液時，不放置至室溫，而趁熱轉入容量瓶進行定容，所得溶液的濃度偏高。(3)定容后上下倒置搖勻，發(fā)現液面低于刻度線時，再加水至刻度線，則所配制溶液的濃度偏低。(4) 定容時加水超出刻度線，又用滴管把多余的溶液取去，此時所得溶液濃度偏低。(5) 定容時俯視，所配溶液濃度偏高；定容時仰視，配制溶液濃度偏低。(6) 在溶解、轉移和洗滌過程中，把溶液濺到容器外，則所配制的溶液濃度偏低。 題中A項，容量瓶配制溶液最后須加蒸餾水定容，無需干燥，只要潔凈即可，故不會對配制溶液的濃度產生影響；B項操作造成溶質未全部轉移至容量瓶中，所配溶液濃度減?。籆項，俯視定容，所加蒸餾水的量不足，溶劑量減少，濃度偏高；D項，稱量過程中，NaOH固體已經部分吸收H2O及CO2，溶質減少，濃度偏低。選C。 基礎訓練 1．下列儀器中，通常不能用作反應容器的是 （ ） A. 容量瓶 B. 燒杯 C. 錐形瓶 D. 量筒 2．容量瓶上需標有①溫度、②濃度、③容量、④壓強、⑤刻度線、⑥酸或堿式中的（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．①③⑤ B．③⑤⑥ C．①②④ D．②④⑥ 3．在40g密度為dg/cm3的硫酸鐵溶液中，含有1.4gFe3+離子，則此溶液中Fe3+的物質的量濃度為（ ） A．d　　　　　B． d　　　　　 C． d　　　　　D． d 4．已知某飽和溶液的以下條件：①溶液的質量 ②溶劑的質量 ③溶液的體積 ④溶質的摩爾質量 ⑤溶質的溶解度 ⑥溶液的密度。其中不能用來計算該飽和溶液物質的量濃度的組合是 （ ） A．④⑤⑥ B．①②③④ C．①③④ D．①③④⑤ 5．向一定量的飽和NaOH溶液中加入少量Na2O固體，恢復到原來溫度時，下列說法中正確的是（ ） A．溶液中的Na＋總數不變 B．單位體積內的OH－數目不變 C．溶質的物質的量濃度不變 D．溶液的質量不變 6．用已準確稱量過的氯化鈉固體配制1.00mol/L的NaCl溶液0.5L，需要用的儀器是（ ）　 ①坩堝②分液漏斗③容量瓶④燒杯⑤膠頭滴管⑥燒瓶⑦玻璃棒⑧托盤天平⑨藥匙 A．③④⑤⑦⑨ B．①②⑤⑥⑧ C．③④⑤⑦ D．③④⑤⑥ 7．等物質的量濃度的KCl、MgCl2、AlCl3三種溶液?，F欲完全沉淀其中的Cl—，消耗相同物質的量濃度的AgNO3溶液的體積比為3:2:1，則上述三種溶液的體積比為（ ） A．1:1:1 B．6:3:2 C．3:2:1 D．9:3:1 8．某溶液中僅含有Na+、Mg2+、SO42-、Cl—四種離子，其物質的量濃度比為Na+∶Mg2+∶Cl—=3∶5∶5，若Na+的濃度為3mol/L，則SO42-的濃度為（ ） 　A．2mol/L B．3 mol/L 　　C．4 mol/L D．8 mol/L 9．與100mL0.1mol/L（NH4）2SO4溶液中NH4+離子濃度相同的是（ ） A.．10mL 1mol/L (NH4)2SO4溶液 B．50mL 0.2mol/L NH4Cl溶液 C．10mL0.1mol/L（NH4）2SO4溶液 D．200mL 0.1mol/L NH4NO3溶液 10．將鈉、鎂、鋁各0.3mol 分別放入100mL 1 mol/L 的鹽酸中，同溫同壓下產生的氣體體積比是（ ） A．1:2:3 B．6:3:2 C．3:1:1 D．1:1:1 11．實驗室里需用480mL 0.1molL－1的硫酸銅溶液，現選取500mL容量瓶進行配制，以下操作正確的是（ ）。 A．.稱取7.68g硫酸銅，加入 500mL水 B．.稱取12.0g膽礬配成500mL溶液 C．.稱取8.0g硫酸銅，加入500mL水 D．稱取12.5g膽礬配成500mL溶液 12．用0.2mol/L某金屬陽離子Rn+的鹽溶液40mL，恰好將20mL0.4mol/L的硫酸鹽中的硫酸根完全沉淀，則n值為（ ） A．1 B．2 C．3 D．4 13．配制1L1mol/LNaOH溶液，需進行下列操作：①在干燥潔凈的濾紙上準確稱量40g固體氫氧化鈉，并轉入洗凈的燒杯中；②往燒杯中加入300mL蒸餾水，用玻璃棒攪拌使之完全溶解；③立即將燒杯中的溶液沿玻璃棒注入1000mL容量瓶中；④倒完燒杯中的溶液后，接著將容量瓶振蕩混勻，小心加蒸餾水至液面接近刻度1cm~2cm處；⑤用膠頭滴管加蒸餾水，使溶液凹液面恰好與刻線相切；⑥塞緊瓶塞，振蕩搖勻，靜置，此時凹液面低于刻線，再滴加蒸餾水至刻度線。其中正確的是（ ）。 A. ①②③ B. ④⑥ C. ②④⑤ D. ②⑤ 14．4gNaOH固體溶解后配制成100mL溶液，其物質的量濃度為 ，取出10mL該溶液，它的物質的量濃度為 ，將取出的10mL加水稀釋至100mL，其物質的量濃度變?yōu)? 。 15．純Na2CO3mg與20mL鹽酸恰好完全反應生成正鹽，則此鹽酸的物質的量濃度為 。若上述Na2CO3不純，雜質可能是K2CO3、NaCl和NaOH中某一種，當用上述鹽酸反應時，所用鹽酸體積大于20mL，則其中所含雜質可能是 。 16．現用質量分數為98%、密度為1.84 gcm－3的濃H2SO4來配制500 mL0.2 mol/L的稀H2SO4。可供選擇的儀器有：①玻璃棒 ②燒瓶 ③燒杯 ④膠頭滴管 ⑤量筒⑥容量瓶 ⑦托盤天平 ⑧藥匙。請回答下列問題： (1)上述儀器中，在配制稀H2SO4時用不到的有 (填代號)。 (2)經計算，需濃H2SO4的體積為 ?，F有①10 mL ②50 mL ③100 mL三種規(guī)格的量筒，應選用的量筒是 (填代號)。 (3)將濃H2SO4加適量蒸餾水稀釋，冷卻片刻，隨后全部轉移到 mL的容量瓶中，轉移時應用玻璃棒 。轉移完畢，用少量蒸餾水洗滌 2～3次，并將洗滌液全部轉移到容量瓶中，再加適量蒸餾水，振蕩容量瓶，使溶液混合均勻。然后緩緩地把蒸餾水直接注入容量瓶直到液面接近刻度 處。改用 加蒸餾水到瓶頸刻度的地方，使溶液的 。振蕩、搖勻后，裝瓶、貼簽。 (4)在配制過程中，其他操作都準確，下列操作中： 錯誤的是 ，能引起誤差偏高的有 (填代號)。 ①洗滌量取濃H2SO4后的量筒，并將洗滌液轉移到容量瓶中 ②未等稀釋后的H2SO4溶液冷卻至室溫就轉移到容量瓶中 ③將濃H2SO4直接倒入燒杯，再向燒杯中注入蒸餾水稀釋濃H2SO4 ④定容時，加蒸餾水超過標線，又用膠頭滴管吸出 ⑤轉移前，容量瓶中含有少量蒸餾水 ⑥定容搖勻后，發(fā)現液面低于標線，又用膠頭滴管加蒸餾水至標線 ⑦定容時，俯視標線 17．研究性學習小組欲用化學方法測量一個不規(guī)則容器的體積。把35.1gNaCl放入500mL燒杯中，加入150mL蒸餾水。待NaCl完全溶解后，將溶液全部轉移到容器中，用蒸餾水稀釋到完全充滿容器。從中取出溶液100mL，該溶液恰好與20mL 0.100mol/L AgNO3溶液完全反應。試計算該容器的體積。 答1．AD 2．A 3．D 4．C 5．BC 6．C 7．D 8．C 9．BC 10．C 11．D 12．B 13．D 14．1mol/L ，1mol/L，0.1 mol/L 15．，NaOH 16．(1)②⑦⑧ (2)5.4mL ① (3)500 引流 燒杯和玻棒 1 cm～2 cm 膠頭滴管 凹面正好跟刻度相平 (4)①②③④⑥⑦ ①②⑦ 17．30L 111