配制一定物質的量濃度的溶液實驗要點剖析

張俊榮

配制一定物質的量濃度的溶液實驗，是高中化學中重要的定量分析實驗，在配制過程中的一些細節和注意事項需要同學們加以重視，同時，要學會對實驗中產生的誤差進行分析。

一、配制過程中的細節及注意事項

1.容量瓶規格的選用。

實驗室里常用的容量瓶有100 mL、250mL、500mL 和1000mL 等 幾 種 規 格。我們只能配制與容量瓶容積相同的一定物質的量濃度的溶液。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：配制一定物質的量濃度的溶液是將一定質量或體積的溶質按所配溶液的體積在選定的容量瓶中定容，因而不需要計算水的用量。

2.溶液稀釋后應恢復至室溫，才能轉入容量瓶。

在配制一定物質的量濃度的溶液時，不能直接將溶質放入容量瓶中進行溶解，而要在燒杯中溶解，待燒杯中溶液的溫度恢復到室溫時，才能將溶液轉移到容量瓶中。這是因為容量瓶的容積是在20 ℃時標定的，而絕大多數物質溶解時都會伴有吸熱或放熱過程的發生，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的量濃度不準確。

3.容量瓶內的溶液體積尚未達到標線時，就要反復振蕩搖勻。

當兩種性質不同的液體混合時，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。若等水加到標線時再振蕩搖勻，則振蕩搖勻后溶液的體積就有可能超過標線，造成配制實驗失敗。

4.容量瓶在定容時，溶液的凹液面最低處應和標線平齊。

容量瓶的刻度線是這樣標定的，將已知準確體積的水，倒入容量瓶中，然后在與水的凹液面的最低點標上相應刻度線，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，凹液面的最低點和刻度線平齊是合適的。

5.容量瓶只是配制儀器，不能長期存放所配溶液。

容量瓶是用來配制一定體積溶液的，有些溶液(如堿液)會腐蝕玻璃，所以配好的溶液不應長期存放在容量瓶里，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.稱量或量取時所引起的誤差。

使所配溶液的物質的量濃度偏高的主要原因：

①天平的砝碼沾有其他物質或已銹蝕，導致稱量物質的實際值大于稱量值；

②稱量時游碼忘記歸零；

③調整天平零點時，游碼放在了刻度線的右端；

④用滴定管量取液體時，開始時平視讀數，結束時俯視讀數，使所量取的液體體積偏大。

使所配溶液的物質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的物質時的動作過慢而變質；

③用滴定管量取液體時，開始時平視讀數，結束時仰視讀數，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，使溶質的物質的量減少，致使溶液的濃度偏低。

3.轉移或攪拌溶液時有部分液體濺出，致使溶液濃度偏低。

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

5.在給容量瓶定容時，仰視讀數會使溶液的體積增大，致使溶液濃度偏低；俯視讀數會使溶液的體積減小，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稀硫酸的實驗步驟如下：①計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格是_____(填選項)。

A.10mL B.25mL

C.50mL D.100mL

(2)第③步實驗的操作是____。

(3)第⑤步實驗的操作是____。

(4)下列情況對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所用的濃硫酸長時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定容時俯視溶液的凹液面：___。

解析：(1)稀釋前后溶質的物質的量相等，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。(2)第③步是濃硫酸的稀釋，由于其溶于水時放出大量的熱，故在溶解濃硫酸時要沿燒杯內壁緩慢倒入水中，并用玻璃棒攪拌。(3)定容時的關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移到容量瓶中，故所配制的稀硫酸的濃度偏小。④定容時俯視溶液的凹液面，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，然后將濃硫酸沿燒杯內壁緩慢倒入燒杯中，并用玻璃棒攪拌

(3)繼續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，倒轉搖勻

(4)①偏小 ②無影響 ③偏小 ④偏大