實驗活動6一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的氯化鈉溶液的配制

石磊

本實驗涉及以氯化鈉固體配制6%的溶液，再稀釋成3%的溶液兩個活動，這是8個基礎(chǔ)化學實驗中唯一的一個定量實驗，旨在通過實驗活動進一步理解溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的概念，同時練習使用兩種不同的方法配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液。

一、用固體氯化鈉配制50 g 6%的氯化鈉溶液

1.計算

根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算公式和密度公式，可得如下幾個變形公式：溶質(zhì)質(zhì)量=溶液質(zhì)量×溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，溶劑質(zhì)量=溶液質(zhì)量-溶質(zhì)質(zhì)量，溶劑體積=溶劑質(zhì)量÷溶劑密度。據(jù)此算出，需要固體氯化鈉3 g，水47 mL。

2.稱量

利用托盤天平稱量所需的氯化鈉，然后放入燒杯里。需要注意的是：①稱量前要將游碼調(diào)至零點，然后調(diào)節(jié)天平平衡；②兩個托盤上各放一張大小相同的同種紙；③先將游碼移到3 g刻度處（100 g天平的最小砝碼是5 g），再向左盤逐漸加入氯化鈉，直至天平平衡（若稱量未知質(zhì)量的藥品，則先加藥品后放砝碼）；④稱量結(jié)束，砝碼放回砝碼盒，游碼歸零。

3.量取

用50 mL量筒量取所需的47 mL水，倒入盛有氯化鈉的燒杯里。需要注意的是：①量取液體時，所用量筒的規(guī)格應略大于或等于所需液體的體積；②讀數(shù)時，視線要與量筒內(nèi)液體凹液面的最低處保持水平；③量取的液體倒出后，量筒壁上的殘液無需沖洗出來，因為量筒是“量出”容器，在制造時已考慮到液體壁掛；④不能直接在量筒里配制溶液。

4.溶解

溶解時要用玻璃棒不斷輕輕攪拌，以使氯化鈉充分溶解。

5.裝瓶貼標

將配制好的6%的氯化鈉溶液裝入試劑瓶（細口瓶），塞好瓶塞，貼上標簽，并放到試劑柜中。

二、用6%的氯化鈉溶液配制50 g 3%的氯化鈉溶液

已配好的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為6%的氯化鈉溶液，其密度約為1.04 g/mL。

1.計算

設需要6%的氯化鈉溶液的質(zhì)量為x，根據(jù)溶液在稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變，得：x×6%=50 g×3%，x=25 g，這些氯化鈉溶液的體積是：25 g÷1.04 g/mL=24 mL。需要水的質(zhì)量是：50 g-25 g=25 g，這些水的體積是：25 g÷1 g/mL=25 mL。

2.量取

先用25 mL量筒量取24 mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是6%的氯化鈉溶液，倒入燒杯里；再用25 mL量筒量取25 mL水，倒入盛有6%的氯化鈉溶液的燒杯里。

3.混勻

用玻璃棒輕輕攪拌，使溶液混合均勻。

4.裝瓶貼標

將配制好的3%的氯化鈉溶液裝入試劑瓶（細口瓶），塞好瓶塞，貼上標簽，并放到試劑柜中。

三、疑難解答

1.配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液的實際意義

一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中具有重要的意義。例如，農(nóng)業(yè)上用10%～20%的氯化鈉溶液選種，既能選出顆粒飽滿的種子（癟種子的密度一般比食鹽水小，良種的密度一般比食鹽水大），又能利用食鹽水殺菌；在給農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥時，藥液的濃度偏小不能殺死病害蟲，偏大又會毒害莊稼和樹木。再如，醫(yī)療上用的生理鹽水是溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液，因為人體血液里氯化鈉的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)也是0.9%，這樣才能確保鹽水與血液的滲透壓相等，若生理鹽水的濃度偏大或偏小對人的生命都會造成危害；而用于兩棲類的生理鹽水中，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是0.67%～0.70%，這樣其滲透壓才能與兩棲類體內(nèi)血液近似。還有，汽車電瓶中用的是22%～28%的稀硫酸，該濃度的硫酸溶液能保證電能與化學能正常轉(zhuǎn)化。此外，配制無土栽培營養(yǎng)液、化學試劑等，都需要準確配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液。

2.配制溶液時引起溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)誤差的主要原因

造成溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)偏低的主要原因是溶質(zhì)少了或溶劑多了，具體有：①稱量溶質(zhì)時，違反了“左物右碼”的原則，造成實際稱取的固體質(zhì)量小于理論值；②稱量好的固體沒有全部倒入燒杯，有部分散落在燒杯外或沾在了紙上；③量取溶劑時仰視讀數(shù)（讀數(shù)比實際值偏?。?，造成實際取用的溶劑體積比理論值偏大；④藥品中含有雜質(zhì)等。

造成溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)偏大的主要原因是溶質(zhì)多了或溶劑少了，具體有：①量好的溶劑倒入燒杯時，有部分灑在了燒杯外；②量取溶劑時俯視讀數(shù)（讀數(shù)比實際值偏大），造成實際取用的溶劑體積比理論值偏小等。

四、例題導學

【例1】（2015·福州）實驗室用硝酸鉀固體配制100.0 g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為3.0%的硝酸鉀溶液。下列說法正確的是（）

A.用50 mL量筒量取水

B.將固體放于托盤天平的右盤稱取

C.將固體直接投入量筒中溶解

D.將配好的溶液裝入貼有標簽（見圖2）的試劑瓶中，塞好瓶塞

【解析】配制100.0 g 3.0%的硝酸鉀溶液，需要硝酸鉀3 g，水97 g（相當于97 mL）。固體應放在左盤稱取，應用100 mL量筒量取水，在燒杯里進行溶解操作；配制好的溶液裝入試劑瓶后，要貼上標簽，標簽上必須注明溶液名稱、溶液濃度。

【答案】D

【例2】（2015·呼和浩特）已知：水的密度為1.0 g/mL。實驗室配制50 g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為5%的氯化鈉溶液：

（1）需要稱取氯化鈉2.5 g，需要量取水。

（2）配制的操作示意圖見圖3，該實驗的正確操作順序為 （填字母）。

（3）經(jīng)檢測，所配制溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)偏小，其原因可能是（填序號）。

①氯化鈉固體不純

②稱量時砝碼端忘墊質(zhì)量相同的紙片

③量取水時，仰視讀數(shù)

④裝瓶時有少量溶液灑出

【解析】（1）需要水的質(zhì)量為50 g-2.5 g=47.5 g，體積為47.5 g÷1.0 g/mL=47.5 mL。（2）配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)溶液的主要步驟是計算、稱量、量取、溶解，據(jù)此并讀圖可知，該實驗的正確操作順序為CBDEA。（3）氯化鈉固體不純，含有雜質(zhì)，實際稱取的氯化鈉偏少；稱量時砝碼端忘墊質(zhì)量相同的紙片，會使稱取的氯化鈉偏少；量取水時仰視讀數(shù)，會使量取的水偏多；裝瓶時有少量溶液灑出，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)不受影響。endprint

【答案】（1）47.5 mL（2）CBDEA（3）①②③

五、對點訓練

1.實驗室配制50 g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15%的氯化鈉溶液，下列說法中，錯誤的是（）

A.實驗的步驟為計算、稱取、量取、溶解、轉(zhuǎn)移

B.溶解過程中玻璃棒的作用是攪拌，以加快氯化鈉的溶解速率

C.把配制好的氯化鈉溶液倒入剛用蒸餾水潤洗過的試劑瓶中，并貼上標簽

D.量取水時，用規(guī)格為50 mL的量筒量取42.5 mL蒸餾水

2.實驗室中配制100 mL 10%的稀硫酸，一般不需要使用的儀器是（）

A.燒杯B.托盤天平

C.量筒D.玻璃棒

3.要配制100 g 溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的氯化鈉溶液，下列操作中，正確的是（）

A.將10 g氯化鈉固體直接放在天平的托盤上稱量

B.量取90 mL水時，俯視讀數(shù)

C.為加快固體溶解，用溫度計攪拌溶液

D.將配好的溶液倒入細口瓶中，蓋緊瓶塞，并貼上標簽

4.現(xiàn)用溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸（密度是1.84 g/mL），配制560 g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為14%的稀硫酸。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.配制稀硫酸時，用到的玻璃儀器只需量筒和燒杯

B.配制稀硫酸時，一定不能用天平稱量所需濃硫酸的質(zhì)量

C.將80 g 98%的濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁緩緩倒入480 mL水中，并不斷攪拌

D.將480 mL水緩緩傾倒入盛有80 g 98%濃硫酸的量筒中，并不斷攪拌

5.小紅在中考實驗操作考試中，抽到的考題是配制50 g 10%的氯化鈉溶液。下列是小紅的主要操作過程，其中會導致溶液中氯化鈉質(zhì)量分數(shù)大于10%的是（）

A.在稱量前，指針稍向左偏移便進行稱量

B.用量筒量取水時俯視讀數(shù)

C.溶解時燒杯中已有少量水未倒干凈

D.裝瓶時部分溶液灑出

6.圖4為配制50 g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的氯化鈉溶液的操作過程。下列有關(guān)操作與目的分析均正確的是（）

選項操作目的

A用剩的食鹽放回原試劑瓶避免浪費

B天平調(diào)平后在左、右托盤中各墊一張相同的紙保證稱取的食鹽質(zhì)量更準確

C用50 mL量筒替代天平量取所需的水更加簡便

D溶解時用玻璃棒攪拌增加食鹽的溶解能力

7.要配制100 g 5%的NaCl溶液，除了需要托盤天平和量筒外，還需要用到的一組儀器是（）

A.燒杯、試管、玻璃棒

B.燒杯、膠頭滴管、玻璃棒

C.燒杯、膠頭滴管、漏斗

D.燒杯、酒精燈、玻璃棒

8.要配制50 g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的食鹽溶液，現(xiàn)提供溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為40%的食鹽溶液，20 g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15%的食鹽溶液，及足夠多的固體食鹽和水。請選用上述藥品，設計三種配制方案填入下表。

配制方案（只要求說明配制時所需要的各種藥品用量）

方案一

方案二

方案三

9.幾種硫酸溶液在20 ℃時的密度和溶液的質(zhì)量分數(shù)對照關(guān)系，見下表所列：

密度/g·mL-11.141.221.301.401.50

溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)/%2030405060

（1）98毫升20%硫酸溶液中含硫元素多少克？ （結(jié)果保留一位小數(shù)，下同）

（2）向50毫升密度為1.5克/毫升的硫酸溶液中加入多少毫升水能配成40%的硫酸溶液？

（3）把10毫升30%的硫酸溶液和20毫升50%的硫酸溶液相混合，求所得硫酸溶液的密度數(shù)值范圍。

10.生產(chǎn)、生活中常需配制溶液。

（1）配制一瓶圖5所示溶液，需氯化鈉g。

氯化鈉注射液

【成分】氯化鈉、水

【規(guī)格】100 mL質(zhì)量分數(shù)0.9%

【密度】1.0 g/cm3

（2）配制一定質(zhì)量分數(shù)的氯化鈉溶液時，下列哪些操作會導致溶液的質(zhì)量分數(shù)偏??？（填序號）；請說明偏小的原因：。

①用量筒量取水時仰視讀數(shù)

②往燒杯中加水時有水濺出

③稱量含不溶性雜質(zhì)的氯化鈉來配制溶液

④將配制好的溶液往試劑瓶中轉(zhuǎn)移時有少量濺出

11.配制并稀釋一定質(zhì)量分數(shù)的Na2SO4溶液。

（1）配制50 g質(zhì)量分數(shù)為6%的Na2SO4溶液。

①計算：需要Na2SO4 3.0 g，水47.0 g。

②稱量：用托盤天平稱量3.0 g Na2SO4。天平調(diào)零后，分別在天平左、右托盤放上質(zhì)量相同的紙片，先，然后，至托盤天平恰好平衡。

③量?。河昧客擦咳?7.0 mL水。請在圖6中畫出47.0 mL水的液面位置。

④溶解。

（2）稀釋溶液。（由于整個配制過程中溶液很稀，其密度可近似看作1 g/mL）

①取1 mL 6%的Na2SO4 溶液加水稀釋至100 mL，得到溶液a；

②若用3.0 g Na2SO4 配制與溶液a濃度相同的溶液，其所配溶液體積是mL。

12.3%的硼酸溶液可用于清洗皮膚的小面積創(chuàng)傷?，F(xiàn)配制300 g質(zhì)量分數(shù)為3%的硼酸溶液，實驗操作如下：

（1）稱量硼酸固體的質(zhì)量：在圖7中分別標出所選砝碼的質(zhì)量和游碼的示數(shù)。

（2）量取水的體積：用量筒量取mL水（ρ水≈1 g/cm3）。endprint

（3）溶解：用到的玻璃儀器是。

（4）裝瓶、貼標簽：在圖8的標簽中填上相應的內(nèi)容。

13.圖9是配制100 g質(zhì)量分數(shù)為18%的蔗糖溶液的實驗操作示意圖。

（1）圖①②④中相同儀器的名稱是。

（2）用圖9中所示的序號表示正確配制該溶液的操作順序：。

（3）稱量時如果用質(zhì)量為25.1 g的燒杯盛放蔗糖，在托盤天平上已放40 g的砝碼，則天平上的游碼位置應是圖10中的（填字母）。

（4）量取水時需用到d和（填字母，下同）儀器，溶解時需用到e和儀器。

a.燒杯b.10 mL量筒c.100 mL量筒

d.滴管 e.玻璃棒 f.藥匙g.蒸發(fā)皿

（5）若稱取的蔗糖中含有雜質(zhì)，則所配制的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)會（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

14.圖11是配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的NaCl溶液的實驗操作示意圖：

（1）用圖中序號表示配制溶液的正確操作順序：。

（2）圖②中用來取用NaCl的儀器是。

（3）稱量NaCl時，天平平衡后的狀態(tài)如圖⑤所示，游碼在標尺位置見圖12，則稱取的NaCl質(zhì)量為g。

（4）稱量NaCl質(zhì)量完畢放回砝碼時，發(fā)現(xiàn)10 g砝碼有缺損，若其他操作步驟正確，則所配溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（填“大于”“小于”或“等于”）10%。

15.化學興趣小組同學在實驗室配制溶液。

（1）小強同學要在實驗室配制15%的氯化鈉溶液50 g，需要氯化鈉的質(zhì)量為克，該同學按圖13所示步驟依次操作：

其中操作錯誤的步驟是（填字母）；E中玻璃棒的作用是。若圖13A中砝碼的質(zhì)量為5 g，游碼為2.5 g，則小明稱得的氯化鈉質(zhì)量實際為克。

（2）小寧需要配制80 g質(zhì)量分數(shù)為10%的氫氧化鈉溶液來制作“葉脈書簽”，圖14是配制該氫氧化鈉溶液的實驗操作示意圖：

【實驗步驟】①計算：需要氫氧化鈉固體g，水mL（水的密度以1.0 g/cm3計）。

②稱量：用托盤天平稱取氫氧化鈉固體，用規(guī)格為（填“10”“50”或“100”）mL的量筒量取所需要的水，倒入盛有氫氧化鈉的燒杯中。

③溶解：用玻璃棒攪拌，使氫氧化鈉固體完全溶解。

【拓展思維】假如小寧想用上述配制的氫氧化鈉溶液完全中和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸，至少消耗鹽酸的質(zhì)量是多少？（反應的化學方程式為NaOH+HCl=NaCl+H2O）

附：對點訓練參考答案

1.C2.B3.D4.C5.B6.C7.B

8.需10 g食鹽和40 mL水需25 g 40%的食鹽溶液和25 mL水需20 g 15%的食鹽溶液、7 g食鹽固體和23 mL水（合理即可）

9.（1）7.3 g（2）36.5 mL（3）1.30～140 g/mL

10.（1）0.9（2）①③操作①使溶劑的質(zhì)量偏大，操作③使溶質(zhì)的質(zhì)量偏小

11.（1）②在右盤添加3 g砝碼（或移動游碼至3 g）向左盤中添加硫酸鈉固體③見圖15（2） 5000

12.（1）54（2）291（3）燒杯、玻璃棒（4）硼酸3%

13.（1）燒杯（2）⑤③①④②（3）B（4）ca（5）偏小

14.（1）②⑤①④③（2）藥匙（3）18.2

（4）小于

15.（1）7.5A、B加快氯化鈉的溶解2.5（2）【實驗步驟】①872②100【拓展思維】73 gendprint