第13講 溶液的配制與分析【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解容量瓶的特點(diǎn)、用途及使用注意事項(xiàng)。2．掌握配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法及操作。3．學(xué)會(huì)溶液配制的誤差分析。【基礎(chǔ)知識(shí)】配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液1．容量瓶的結(jié)構(gòu)與規(guī)格（如圖）容量瓶上標(biāo)有容量瓶的規(guī)格、使用溫度（一般為20℃），瓶頸上有一刻度線以標(biāo)示體積。容量瓶的常用規(guī)格有50mL、100mL、250mL、500mL、1 000mL等。2．配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液【實(shí)驗(yàn)探究】配制100 mL 0.100 mol·L－1 的Na2CO3溶液(1)計(jì)算：配制100 mL 0.100 mol·L－1 的Na2CO3溶液所需Na2CO3固體的質(zhì)量為1.06g。(2)稱量：用天平準(zhǔn)確稱取碳酸鈉固體（若使用托盤天平，稱取碳酸鈉固體的質(zhì)量為1.1g）。(3)溶解：將碳酸鈉固體轉(zhuǎn)移至100mL燒杯中，加適量蒸餾水溶解，冷卻至室溫。(4)轉(zhuǎn)移：將燒杯中的溶液用玻璃棒小心引流到100mL容量瓶中，用蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁及玻璃棒2~3次，并將每次的洗滌液都注入容量瓶中。振蕩容量瓶，使溶液混合均勻。(5)定容：將蒸餾水注入容量瓶中，直到容量瓶中的液面距離容量瓶的刻度線1~2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加蒸餾水至溶液的凹液面與刻度線相切。將容量瓶塞蓋上，反復(fù)上下顛倒，搖勻。【考點(diǎn)剖析】考點(diǎn)一：一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制1．容量瓶的選擇與使用(1)容量瓶是配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的專用儀器。容量瓶上的標(biāo)注有容積、溫度、刻度線；常見(jiàn)規(guī)格有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL及1 000 mL。(2)使用前要檢驗(yàn)容量瓶是否漏水。檢驗(yàn)程序：加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立，瓶塞旋轉(zhuǎn)180°→倒立→查漏。(3)選擇容量瓶時(shí)應(yīng)遵循“大而近”的原則，即所配溶液的體積等于或略小于容量瓶的容積。例如，配制450 mL 0.1 mol·L－1的NaCl溶液，需選擇500 mL容量瓶。(4)使用容量瓶注意“五不”：不能溶解固體；不能稀釋濃溶液；不能加熱；④不能作反應(yīng)容器；不能長(zhǎng)期貯存溶液。2．配制溶液操作要點(diǎn)（1）玻璃棒的作用：攪拌促進(jìn)溶解，引流。（2）配制一定濃度的碳酸鈉溶液時(shí)，碳酸鈉在燒杯中溶解后，要冷卻至室溫后才能將溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中，如果溶液未冷卻，液體膨脹，向容量瓶中所加的水偏少，這樣所配溶液濃度偏高。（3）定容時(shí)先向容量瓶中加蒸餾水直到容量瓶中的液面距離刻度線1~2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加蒸餾水至凹液面的最低點(diǎn)剛好與刻度線相平。觀察所加液體是否達(dá)到容量瓶的刻度線，一定要平視。（4）定容時(shí)如果加水超過(guò)刻度線，應(yīng)將所配溶液倒掉，洗凈容量瓶重新配制。【例1】精確配制250 mL一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液，下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是(　　)A．選擇儀器時(shí)，使用500 mL容量瓶B．將稱量好的氫氧化鈉固體放入容量瓶中，加入少量水溶解C．在燒杯中溶解氫氧化鈉固體后，立即將所得溶液注入容量瓶中D．將燒杯中的氫氧化鈉溶液注入未經(jīng)干燥的潔凈容量瓶中答案：D解析：配制250 mL一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液需選擇250 mL容量瓶，A錯(cuò)誤；將稱量好的NaOH固體在燒杯中溶解，待冷卻到室溫后再轉(zhuǎn)移到容量瓶中，不可在容量瓶中直接溶解，故B、C錯(cuò)誤；所用容量瓶無(wú)需干燥，但必須潔凈，D正確。考點(diǎn)二：溶液配制的誤差分析1．分析依據(jù)：根據(jù)cB＝＝，分析有關(guān)操作對(duì)nB或m、V的影響，即可判斷實(shí)驗(yàn)的誤差。2．溶液配制的誤差分析以配制一定濃度碳酸鈉溶液為例：c(Na2CO3)＝＝其中M(Na2CO3)不變，不規(guī)范的操作過(guò)程會(huì)導(dǎo)致n(Na2CO3)【或m(Na2CO3)】和V的值發(fā)生變化，從而使所配制溶液的物質(zhì)的量濃度產(chǎn)生誤差。具體情況如下：能引起誤差的一些操作因變量c/(mol·L－1)nV砝碼與物品顛倒(使用游碼)減小—偏低稱量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)減小—偏低向容量瓶注液時(shí)少量濺出減小 偏低未洗滌燒杯和玻璃棒減小—偏低定容時(shí)，水多用滴管吸出減小—偏低定容搖勻后液面下降再加水—增大偏低定容時(shí)仰視刻度線—增大偏低未冷卻至室溫就注入容量瓶定容—減小偏高定容時(shí)俯視刻度線—減小偏高稱量前小燒杯內(nèi)有水——不變定容后經(jīng)振蕩、搖勻，靜置液面下降——不變仰視刻度線(圖1)，導(dǎo)致溶液體積偏大，所配濃度偏小。俯視刻度線(圖2)，導(dǎo)致溶液體積偏小，所配濃度偏大。【例2】下列配制的溶液濃度偏大的是(　　)A．配制稀鹽酸用量筒量取濃鹽酸時(shí)俯視刻度線B．配制稀鹽酸定容時(shí)，仰視容量瓶刻度線C．稱量4 g NaOH配制1 000 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液時(shí)，砝碼錯(cuò)誤放左盤D．NaOH溶解后未經(jīng)冷卻即注入容量瓶并加蒸餾水至刻度線答案：D解析：A項(xiàng)俯視刻度線，將會(huì)使量取的鹽酸的體積小于計(jì)算值，導(dǎo)致濃度偏??；B項(xiàng)定容時(shí)仰視容量瓶刻度線，將會(huì)導(dǎo)致加水量增多，使溶液濃度偏小；C項(xiàng)由于所稱NaOH固體的質(zhì)量為整數(shù)，不需要移動(dòng)游碼，故稱得固體NaOH的質(zhì)量是準(zhǔn)確的，不會(huì)影響要配制溶液的濃度；D項(xiàng)因溶解放熱，若不冷卻至室溫即轉(zhuǎn)移并定容會(huì)使容量瓶中的溶液在冷卻后液面低于刻度線，導(dǎo)致所配溶液濃度偏大。【過(guò)關(guān)檢測(cè)】1．下列有關(guān)溶液配制正確的是(　　)A．分液漏斗和容量瓶在使用前都無(wú)需檢漏B．要配制濃度為0.010 mol·L－1的KMnO4溶液，需稱取KMnO4固體0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度線C．為準(zhǔn)確配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，定容過(guò)程中向容量瓶?jī)?nèi)加蒸餾水至接近刻度線時(shí)，改用滴管滴加蒸餾水至刻度線D．將4.0 g NaOH固體置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000 mol·L－1 NaOH溶液答案：C解析：分液漏斗與容量瓶使用前均需要檢漏，A項(xiàng)錯(cuò)誤；容量瓶不能用來(lái)溶解物質(zhì)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加水至液面距刻度線1～2 cm時(shí)，用膠頭滴管滴加蒸餾水至刻度線，C項(xiàng)正確；不能直接在容量瓶中溶解固體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．用固體樣品配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，需經(jīng)過(guò)稱量、溶解、轉(zhuǎn)移溶液、定容等操作。下列圖示對(duì)應(yīng)的操作規(guī)范的是(　　)答案：B解析：A選項(xiàng)，稱量物質(zhì)時(shí)應(yīng)左物右碼，錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，轉(zhuǎn)移溶液時(shí)應(yīng)用玻璃棒引流，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，定容時(shí)膠頭滴管不能伸入容量瓶中，錯(cuò)誤。3．實(shí)驗(yàn)室中需要配制0.2 mol·L－1的硫酸銅溶液950 mL，配制時(shí)應(yīng)選用的容量瓶的規(guī)格和稱取的膽礬的質(zhì)量分別是(　　)A．950 mL；30.4 g   B．950 mL；47.5 gC．1 000 mL；50.0 g   D．1 000 mL；32.0 g答案：C解析：容量瓶的規(guī)格主要有：100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。容量瓶的選擇原則是“近而大”，無(wú)950 mL容量瓶，應(yīng)選擇1 000 mL的容量瓶。需膽礬的質(zhì)量為0.2 mol·L－1×1 L×250 g·mol－1＝50.0 g。4．配制一定物質(zhì)的量濃度的氫氧化鉀溶液時(shí)，導(dǎo)致濃度偏小的原因可能是(　　)A．用敞口容器稱量氫氧化鉀且時(shí)間過(guò)長(zhǎng)B．配制前先向容量瓶中加入少量蒸餾水C．容量瓶盛過(guò)氫氧化鉀溶液，使用前未洗滌D．溶解后快速轉(zhuǎn)移到容量瓶，然后加足量蒸餾水，定容答案：A解析：選項(xiàng)A中稱量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)有部分氫氧化鉀變質(zhì)，結(jié)果偏??；選項(xiàng)B中容量瓶中先加入蒸餾水對(duì)配制溶液的濃度無(wú)影響；選項(xiàng)C中溶質(zhì)物質(zhì)的量偏大，溶液濃度偏大；選項(xiàng)D中恢復(fù)室溫后溶液液面低于刻度線，溶液濃度偏大。5．下列配制的溶液濃度偏大的是(　　)A．配制鹽酸用量筒量取鹽酸時(shí)俯視刻度線B．配制鹽酸定容時(shí)，仰視容量瓶刻度線C．配制燒堿溶液時(shí)，沒(méi)有洗滌溶解燒堿的燒杯和玻璃棒D．配制燒堿溶液時(shí)，燒堿溶解后未經(jīng)冷卻至室溫即注入容量瓶并加水至刻度線答案：D解析：A項(xiàng)，俯視刻度線，將會(huì)使量得的鹽酸體積小于計(jì)算值，導(dǎo)致濃度偏??；B項(xiàng)，定容時(shí)仰視容量瓶刻度線，導(dǎo)致加水量增多，溶液濃度偏??；C項(xiàng)，未洗滌燒杯、玻璃棒，導(dǎo)致溶質(zhì)減少，溶液濃度偏??；D項(xiàng)，溶液在容量瓶中冷卻后液面低于刻度線，溶液體積減小，溶液濃度偏大。6．配制一定體積、一定物質(zhì)的量濃度的溶液，下列操作對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響的是(　　)A．容量瓶中原有少量蒸餾水B．溶解所用的燒杯未洗滌C．所用砝碼生銹了D．定容時(shí)俯視觀察液面答案：A解析：溶解所用的燒杯未洗滌會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低；砝碼生銹，導(dǎo)致結(jié)果偏大；定容時(shí)俯視液面會(huì)使溶液體積偏小，導(dǎo)致結(jié)果偏大；容量瓶中原有少量蒸餾水對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響。7．使用膽礬配制1 L 0.1 mol·L－1的硫酸銅溶液，正確的做法是(　　)①將膽礬加熱除去結(jié)晶水后，稱取16 g溶于1 L水中②稱取膽礬25 g溶于1 L水中③將25 g膽礬溶于少量水，然后將此溶液稀釋至1 L④將16 g 硫酸銅溶于少量水，然后將此溶液稀釋至1 LA．①②      B．③④      C．①③      D．②④答案：B解析：1 L 0.1 mol·L－1的硫酸銅溶液中含硫酸銅0.1 mol，其質(zhì)量為16 g。溶液配制方案：稱取16 g 硫酸銅溶于水配成1 L溶液或稱取25 g膽礬溶于水配成1 L溶液。8．兩份體積相同的某植物營(yíng)養(yǎng)液，其配方分別如下： KClK2SO4ZnSO4①0.3 mol·L－10.2 mol·L－10.1 mol·L－1②0.1 mol·L－10.3 mol·L－1—下列對(duì)這兩份營(yíng)養(yǎng)液成分的分析中正確的是(　　)A．K＋的物質(zhì)的量相同 B．Cl－的物質(zhì)的量相同C．完全相同 D．SO的物質(zhì)的量不同答案：A解析：依據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算對(duì)比，可知：第①份營(yíng)養(yǎng)液中c(K＋)＝0.7 mol·L－1，c(Cl－)＝0.3 mol·L－1，c(SO)＝0.3 mol·L－1，c(Zn2＋)＝0.1 mol·L－1；第②份營(yíng)養(yǎng)液中：c(K＋)＝0.7 mol·L－1，c(Cl－)＝0.1 mol·L－1，c(SO)＝0.3 mol·L－1。9．實(shí)驗(yàn)室用固體燒堿配制500 mL 0.10 mol·L－1的NaOH溶液。(1)需稱量________ g的燒堿固體，固體應(yīng)放在________中稱量。(2)配制過(guò)程中，不需要使用的儀器是________(填字母)。A．燒杯   B．玻璃棒C．1 000 mL容量瓶   D．錐形瓶E．膠頭滴管   F．500 mL容量瓶(3)在定容的過(guò)程中，定容操作后期加入少量水的做法是_______________________________。答案：(1)2.0　燒杯　(2)CD(3)用膠頭滴管逐滴加水，同時(shí)平視觀察液面與刻度線的關(guān)系，當(dāng)凹液面與刻度線相切時(shí)，立即停止加水10．使用容量瓶配制溶液時(shí)，由于操作不當(dāng)，會(huì)引起誤差。下列情況會(huì)使所配溶液濃度出現(xiàn)怎樣的誤差，填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”。(1)用天平稱量時(shí)，使用游碼，被稱量物與砝碼的位置放顛倒了________。(2)溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶后，燒杯及玻璃棒未用蒸餾水洗滌________。(3)轉(zhuǎn)移溶液前容量瓶?jī)?nèi)有少量蒸餾水________。(4)定容時(shí)，仰視容量瓶的刻度線________。(5)定容后搖勻，發(fā)現(xiàn)液面降低，又補(bǔ)加少量水，重新達(dá)到刻度線________。答案：(1)偏小　(2)偏小　(3)無(wú)影響　(4)偏小　(5)偏小解析：用天平稱量時(shí)使用游碼，被稱量物與砝碼的位置放顛倒了，物質(zhì)的質(zhì)量＝砝碼的質(zhì)量－游碼的質(zhì)量，質(zhì)量偏小，濃度偏??；定容時(shí)，仰視容量瓶的刻度線，體積偏大，濃度偏??；定容后搖勻，發(fā)現(xiàn)液面降低，又補(bǔ)加少量水，重新達(dá)到刻度線，體積偏大，濃度偏小。11．某次實(shí)驗(yàn)預(yù)計(jì)需要使用480 mL a mol·L－1的純堿溶液，如圖是某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室配制該溶液的流程圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)容量瓶上標(biāo)有①溫度　②濃度　③規(guī)格　④壓強(qiáng)　⑤刻度線中的________(填序號(hào))。(2)使用容量瓶前必須對(duì)容量瓶進(jìn)行的一項(xiàng)操作是____________________________。(3)應(yīng)選擇V＝______ mL的容量瓶，需要稱取______ g Na2CO3。(4)所給出的流程圖中的操作內(nèi)容有兩個(gè)明顯的錯(cuò)誤，請(qǐng)寫出：_________________、________________。(5)指出下列實(shí)驗(yàn)操作對(duì)所配制溶液濃度的影響，填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”。①溶解、移液后，沒(méi)有洗滌玻璃棒及燒杯：________。②定容時(shí)仰視刻度線：________。③容量瓶未干燥，有少量蒸餾水：________。答案：(1)①③⑤　(2)檢查容量瓶是否漏水　(3)500　53a　(4)藥品與砝碼放反了　定容時(shí)仰視　(5)①偏小　②偏小　③無(wú)影響解析：(1)容量瓶瓶體上有溫度、規(guī)格、刻度線。(2)使用容量瓶前要檢查容量瓶是否漏水。(3)根據(jù)“大而近”原則，應(yīng)該選擇500 mL的容量瓶。所需的m(Na2CO3)＝c·V·M＝0.5 L×a mol·L－1×106 g·mol－1＝53a g。(4)流程圖中稱量時(shí)藥品與砝碼放反了(應(yīng)該左物右碼)，定容時(shí)仰視。(5)根據(jù)公式c＝進(jìn)行誤差分析：①沒(méi)有洗滌時(shí)，n偏小，c偏??；②定容時(shí)仰視，V偏大，c偏??；③容量瓶未干燥，n、V均不受影響，對(duì)c無(wú)影響。
 

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