配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)剖析

張俊榮

配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實(shí)驗(yàn)，是高中化學(xué)中重要的定量分析實(shí)驗(yàn)，在配制過程中的一些細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)需要同學(xué)們加以重視，同時(shí)，要學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析。

一、配制過程中的細(xì)節(jié)及注意事項(xiàng)

1.容量瓶規(guī)格的選用。

實(shí)驗(yàn)室里常用的容量瓶有100 mL、250mL、500mL 和1000mL 等 幾 種 規(guī) 格。我們只能配制與容量瓶容積相同的一定物質(zhì)的量濃度的溶液。比如配制450 mL 0.1mol·L-1Na2CO3溶 液，需 要 先 配 制500mL溶液，然后從中取出450 mL 溶液。注意：配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液是將一定質(zhì)量或體積的溶質(zhì)按所配溶液的體積在選定的容量瓶中定容，因而不需要計(jì)算水的用量。

2.溶液稀釋后應(yīng)恢復(fù)至室溫，才能轉(zhuǎn)入容量瓶。

在配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí)，不能直接將溶質(zhì)放入容量瓶中進(jìn)行溶解，而要在燒杯中溶解，待燒杯中溶液的溫度恢復(fù)到室溫時(shí)，才能將溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中。這是因?yàn)槿萘科康娜莘e是在20 ℃時(shí)標(biāo)定的，而絕大多數(shù)物質(zhì)溶解時(shí)都會(huì)伴有吸熱或放熱過程的發(fā)生，引起溫度的升降，從而影響溶液的體積，使所配制的溶液的物質(zhì)的量濃度不準(zhǔn)確。

3.容量瓶?jī)?nèi)的溶液體積尚未達(dá)到標(biāo)線時(shí)，就要反復(fù)振蕩搖勻。

當(dāng)兩種性質(zhì)不同的液體混合時(shí)，混合物的體積有可能小于兩種液體體積之和，也有可能大于兩種液體的體積之和。若等水加到標(biāo)線時(shí)再振蕩搖勻，則振蕩搖勻后溶液的體積就有可能超過標(biāo)線，造成配制實(shí)驗(yàn)失敗。

4.容量瓶在定容時(shí)，溶液的凹液面最低處應(yīng)和標(biāo)線平齊。

容量瓶的刻度線是這樣標(biāo)定的，將已知準(zhǔn)確體積的水，倒入容量瓶中，然后在與水的凹液面的最低點(diǎn)標(biāo)上相應(yīng)刻度線，雖然水溶液的表面張力與水不完全一樣，但這種差別很小。因此，凹液面的最低點(diǎn)和刻度線平齊是合適的。

5.容量瓶只是配制儀器，不能長(zhǎng)期存放所配溶液。

容量瓶是用來配制一定體積溶液的，有些溶液(如堿液)會(huì)腐蝕玻璃，所以配好的溶液不應(yīng)長(zhǎng)期存放在容量瓶里，要把配制好的溶液倒入指定的容器(如試劑瓶)中。

二、配制過程中的誤差分析

1.稱量或量取時(shí)所引起的誤差。

使所配溶液的物質(zhì)的量濃度偏高的主要原因：

①天平的砝碼沾有其他物質(zhì)或已銹蝕，導(dǎo)致稱量物質(zhì)的實(shí)際值大于稱量值；

②稱量時(shí)游碼忘記歸零；

③調(diào)整天平零點(diǎn)時(shí)，游碼放在了刻度線的右端；

④用滴定管量取液體時(shí)，開始時(shí)平視讀數(shù)，結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù)，使所量取的液體體積偏大。

使所配溶液的物質(zhì)的量濃度偏低的主要原因：

①砝碼有殘缺；

②在敞口容器中稱量易吸收空氣中其他成分或易于揮發(fā)的物質(zhì)時(shí)的動(dòng)作過慢而變質(zhì)；

③用滴定管量取液體時(shí)，開始時(shí)平視讀數(shù)，結(jié)束時(shí)仰視讀數(shù)，使所量取的液體的體積偏小。

2.用于溶解稀釋溶液的燒杯未用蒸餾水洗滌，使溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少，致使溶液的濃度偏低。

3.轉(zhuǎn)移或攪拌溶液時(shí)有部分液體濺出，致使溶液濃度偏低。

4.容量瓶?jī)?nèi)溶液的溫度高于20℃，造成所量取的溶液的體積小于容量瓶上所標(biāo)注的液體的體積，致使溶液濃度偏高。

5.在給容量瓶定容時(shí)，仰視讀數(shù)會(huì)使溶液的體積增大，致使溶液濃度偏低；俯視讀數(shù)會(huì)使溶液的體積減小，致使溶液濃度偏高。

三、例題解析

題目用18 mol·L-1濃硫酸配制100mL3.0mol·L-1稀硫酸的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①計(jì)算所用濃硫酸的體積；②量取一定體積的濃硫酸；③稀釋；④轉(zhuǎn)移、洗滌；⑤定容、搖勻。

問題：

(1)所需濃硫酸的體積是____，量取濃硫酸所用量筒的規(guī)格是_____(填選項(xiàng))。

A.10mL B.25mL

C.50mL D.100mL

(2)第③步實(shí)驗(yàn)的操作是____。

(3)第⑤步實(shí)驗(yàn)的操作是____。

(4)下列情況對(duì)所配制的稀硫酸濃度有何影響(用“偏大”“偏小”或“無影響”填寫)?

①所用的濃硫酸長(zhǎng)時(shí)間放置在密封不好的容器中：____。

②容量瓶用蒸餾水洗滌后殘留有少量的水：___。

③所用過的燒杯、玻璃棒未洗滌：___。

④定容時(shí)俯視溶液的凹液面：___。

解析：(1)稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等，由V(H2SO4)×18mol·L-1=100mL×3.0mol·L-1，得V(H2SO4)=16.7mL，量筒大小盡量與所盛的液體的體積相近，故選B項(xiàng)。(2)第③步是濃硫酸的稀釋，由于其溶于水時(shí)放出大量的熱，故在溶解濃硫酸時(shí)要沿?zé)瓋?nèi)壁緩慢倒入水中，并用玻璃棒攪拌。(3)定容時(shí)的關(guān)鍵是加入的蒸餾水不能超過容量瓶頸上的刻度線，否則就必須重配。故在接近刻度線1cm～2cm 處，改用膠頭滴管向容量瓶滴加至凹液面與刻度線相切為止。塞緊瓶塞，倒轉(zhuǎn)搖勻。(4)①A 由于濃硫酸變稀，故所配制的稀硫酸的濃度偏小。②容量瓶中殘留有少量的水，對(duì)配制的稀硫酸的濃度無影響。③由于燒杯、玻璃棒未洗滌，上面沾有的硫酸沒有轉(zhuǎn)移到容量瓶中，故所配制的稀硫酸的濃度偏小。④定容時(shí)俯視溶液的凹液面，溶液體積偏小，故所配制的稀硫酸的濃度偏大。

答案：(1)16.7mL B

(2)先向燒杯中加入30mL蒸餾水，然后將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩慢倒入燒杯中，并用玻璃棒攪拌

(3)繼續(xù)向容量瓶注入蒸餾水至離刻度線1cm～2cm 處，改用膠頭滴管向容量瓶滴加至凹液面與刻度線相切為止。塞緊瓶塞，倒轉(zhuǎn)搖勻

(4)①偏小 ②無影響 ③偏小 ④偏大