高中化学 专题1 化学家眼中的物质世界 第二单元 研究物质的实验方法 第3课时 溶液的配制及分析学案

第3课时 溶液的配制及分析
[学习目标定位] 1.能够根据物质的量浓度的概念表达式进行简单的计算。

2.学会容量瓶的使用方法、一定物质的量浓度溶液配制的实验操作，会进行误差分析。

一、物质的量浓度
1．现有两瓶颜色深浅程度不同的蓝色CuSO 4溶液，请回答下列问题： (1)为什么两瓶溶液的颜色深浅程度不同？哪瓶溶液的浓度大？
(2)若要取含一定溶质的CuSO 4溶液，是称量溶液质量方便还是量取溶液体积方便？ (3)在化学方程式中，各物质的化学计量数之比是等于各物质的质量之比还是物质的量之比？对于溶液之间的反应，若知道一定体积溶液中的什么物理量会使计算变得方便？ 答案 (1)因为两瓶溶液的浓度不同；颜色深的浓度大。

(2)量取溶液体积方便。

(3)物质的量之比；溶质的物质的量。

2．若求一定体积溶液中溶质的物质的量，还必须知道溶液的组成。

溶液的组成常用物质的量浓度来表示。

(1)物质的量浓度：用单位体积溶液里所含溶质B 的物质的量来表示溶液组成的物理量；常用符号c B 表示；单位是mol·L －1。

(2)物质的量浓度的表达式是c B ＝n B
V
，其中V 表示溶液的体积。

1．下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L －1
的是( ) A ．将40 g NaOH 溶解于1 L 水中
B ．将22.4 L 氯化氢气体溶于水配成1 L 溶液
C ．将1 L 10 mol·L －1
的浓盐酸与9 L 水混合
D ．将10.6 g Na 2CO 3溶解于少量水中，再加蒸馏水直到溶液体积为100 mL 答案 D
解析 根据物质的量浓度的定义，A 选项错误，不是1 L 水，应该是1 L 溶液；没有指明HCl 的体积是标准状况下的体积，B 项错误；两种溶液混合后体积不一定是二者的体积和，C 项错误；n (Na 2CO 3)＝0.1 mol ，V (溶液)＝0.1 L ，D 项正确。

易误提醒 物质的量浓度表达式中，V 表示溶液的体积，在进行简单计算时，一定要辨析所
给体积是否为溶液体积，溶液的体积不等于溶剂的体积。

另外，气体与液体混合时，其体积不能简单加和，两种溶液混合，其体积也不能简单加和(特殊说明除外)。

二、一定物质的量浓度溶液的配制
配制100 mL 1.00 mol·L－1 NaCl溶液，请回答下列问题：
(1)完成该实验，除量筒、托盘天平、药匙、烧杯外，还需要的仪器有100_mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管。

(2)需称量NaCl的质量是5.85_g；若用托盘天平称量，则应称量的质量是5.9_g。

(3)溶解：在烧杯中加适量蒸馏水溶解，用玻璃棒搅拌并冷却至室温。

(4)转移：用玻璃棒引流，将烧杯中的溶液转移到容量瓶中。

(5)洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，并把洗涤液都转移到容量瓶中。

注意溶解及洗涤所用水的总体积一定不能超过要配制溶液的体积。

(6)定容：将蒸馏水注入容量瓶，液面离容量瓶颈刻度线下1～2_cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处，与刻度线相切。

(7)振荡、摇匀，盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次。

(8)装瓶：把配好的溶液倒入预备好的试剂瓶中，贴上标签。

容量瓶的选择与使用
(1)容量瓶上标注有容积、温度、刻度线。

(2)常见规格有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL等。

(3)容量瓶是配制物质的量浓度溶液的专用仪器，选择容量瓶应遵循“大而近”的原则：所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。

(4)使用前要检验容量瓶是否漏水。

检验程序：加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立，瓶塞旋转180°→倒立→查漏。

(5)使用容量瓶注意“五不”：①不能溶解固体；②不能稀释浓溶液；③不能加热；④不能作反应容器；⑤不能长期贮存溶液。

2．在容量瓶的使用方法中，下列操作不正确的是________(填字母)。

A．使用容量瓶前检查它是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
C．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水至接近刻度线1～2 cm处，用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线
D．配制溶液时，如果试样是液体，用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水
至接近刻度线1～2 cm 处，用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线
E ．盖好瓶塞，一只手拿住瓶颈，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次 答案 BCD
三、配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
配制100 mL 1 mol·L －1
的氯化钠溶液，下列实验操作对实验结果有无影响？有何影响？请分析并填写下表：
配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
(1)根据c B ＝n B V ＝
m B
M B V
可知，M B 为定值(溶质的摩尔质量)，实验过程中不规范的操作会导致m B
或V 的值发生变化，从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。

若实验操作导致m B 偏大，则c B 偏大；若实验操作导致V 偏大，则c B 偏小。

(2)仰视、俯视对结果的影响(如下图)
①仰视刻度线：由于操作时以刻度线为基准加水，故加水量增多，导致溶液体积偏大，c 偏小，如图a 。

②俯视刻度线：加水量偏少，溶液体积偏小，故c偏大，如图b。

3．下列配制的溶液浓度偏高的是( )
A．配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B．配制盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线
C．称量4.0 g NaOH配制0.1 mol·L－1 NaOH溶液1 000 mL时，砝码错放在左盘D．NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶
答案 D
解析A中俯视刻度线，将会使量得的盐酸体积小于计算值，导致浓度偏低；B中定容时仰视容量瓶刻度线，将会导致加水量增多，使溶液浓度偏小；C中由于所称NaOH固体的质量为整数，不需移动游码，故称得固体NaOH的质量是准确的，不会影响到配制溶液的浓度；D 中因热胀冷缩之故，会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线，导致所配溶液浓度偏高。

1．1 mol·L－1硫酸溶液的含义是 ( )
A．1 L水中含有1 mol硫酸
B．1 L溶液中含有1 mol H＋
C．将98 g硫酸溶于1 L水所配成的溶液
D．从1 L该溶液中取出500 mL后，剩余溶液的浓度仍为1 mol·L－1
答案 D
解析根据物质的量浓度的定义，A选项错误，不是1 L 水，应该是1 L溶液；B选项溶液的体积为1 L时应含有2 mol H＋；C选项中98 g H2SO4溶于1 L水时，溶液的体积无法计算，故溶液的物质的量浓度也无法计算。

2．下列溶液中溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L－1的是( )
A．含4 g NaOH的溶液1 L
B．含0.1 g NaOH的溶液1 L
C．含0.2 mol H2SO4的溶液0.5 L
D．将98 g的H2SO4倒入1 L水中
答案 A
解析A中n(NaOH)＝4 g
40 g·mol－1＝0.1 mol，则c(NaOH)＝
n(NaOH)
V [NaOH(aq)]
＝
0.1 mol
1 L
＝0.1
mol·L－1，同理可计算出B、C的浓度分别为0.002 5 mol·L－1、0.4 mol·L－1，B、C错误；D项溶液的体积不是1 L，错误。

3．实验室中需要配制2 mol·L－1的NaOH溶液950 mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是( )
A．950 mL,96.0 g B．500 mL,80.0 g
C．1 000 mL,80.0 g D．1 000 mL,76.0 g
答案 C
解析配制950 mL溶液需选用1 000 mL的容量瓶，所需称取NaOH固体的质量为1 L×2 mol·L－1×40 g·mol－1＝80.0 g。

4．用容量瓶配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的实验中，会使所配溶液浓度偏高的是( )
A．定容时加水加多了，用滴管吸出溶液至刻度线
B．定容时仰视刻度线
C．没有洗涤溶解NaCl固体的烧杯和玻璃棒
D．称量NaCl固体时砝码上有杂质
答案 D
解析A项，用滴管吸出溶液使n(NaCl)减小，浓度偏低；B项，定容时仰视刻度线，溶液的体积偏大，浓度偏低；C项，未洗涤烧杯、玻璃棒，n(NaCl)减小，浓度偏低；D项，砝码上有杂质使本身质量偏大，称量NaCl的质量偏大，浓度偏高。

5．某学生用12 mol·L－1的浓盐酸配制0.10 mol·L－1的稀盐酸500 mL。

回答下列问题。

(1)关于容量瓶的使用，下列操作正确的是________(填字母)。

a．使用前要检验容量瓶是否漏液
b．用蒸馏水洗涤后必须要将容量瓶烘干
c．为了便于操作，浓溶液稀释或固体溶解可直接在容量瓶中进行
d．为了使所配溶液浓度均匀，定容结束后，要摇匀
e．用500 mL的容量瓶可以直接配制480 mL溶液
f．当用容量瓶配制完溶液后，可用容量瓶存放配制的试剂
(2)量取浓盐酸的体积为________mL，应选用的量筒规格为________(填“10 mL”“25 mL”或“50 mL”)。

(3)配制时应选用的容量瓶规格为________。

(4)配制时(除容量瓶外)还需选用的仪器主要有量筒、________、________、________和试剂瓶。

答案(1)ad (2)4.2 10 mL (3)500 mL (4)烧杯玻璃棒胶头滴管
解析(1)容量瓶使用前要检验是否漏水，a正确；容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器，不能用来溶解固体、也不可以用来稀释浓溶液、不能长期贮存溶液、不能加热，因此b、c、f均不正确；500 mL容量瓶只能配制500 mL溶液，不能配制480 mL溶液。

(2)V ＝0.10 mol·L －1
×0.5 L 12 mol·L
－1
≈0.004 2 L 故需浓盐酸约为4.2 mL ，选取量筒时应选择规格与实取液体体积相近的量筒。

[基础过关]
题组一 正确理解概念
1．1 mol·L －1
的NaCl 溶液表示( ) A ．溶液中含有1 mol NaCl B ．1 mol NaCl 溶于1 L 水中 C ．58.5 g NaCl 溶于941.5 g 水中 D ．1 L 溶液中含有NaCl 58.5 g 答案 D
解析 物质的量浓度为1 mol·L －1
的NaCl 溶液表示在1 L 溶液中含有NaCl 1 mol ，即58.5 g 。

2．8 g 无水硫酸铜配成0.1 mol·L －1的水溶液。

下列说法正确的是( ) A ．溶于500 mL 水中 B ．溶于1 L 水中
C ．溶解后溶液的总体积为500 mL
D ．溶解后溶液的总体积为1 L 答案 C
解析 根据c B ＝n B V ＝
m B
M B V
可知V ＝ m (CuSO 4)M (CuSO 4)·c (CuSO 4)＝8 g
160 g·mol －1
×0.1 mol·L －1
＝0.5 L ，即溶解后溶液的体积为500 mL ，选项C 正确。

3．从2 L 物质的量浓度为1 mol·L －1
的NaOH 溶液中取出100 mL 溶液，下面关于这100 mL 溶液的叙述错误的是( )
①物质的量浓度为0.1 mol·L －1
②物质的量浓度为1 mol·L －1
③含100 mL 水 ④含0.1 mol 氢氧化钠
A ．①② B．①③ C．②③ D．②④ 答案 B
解析 从2 L 物质的量浓度为1 mol·L －1
的NaOH 溶液中取出100 mL 溶液，其物质的量浓度不变，含有NaOH 的物质的量为0.1 L×1 mol·L －1
＝0.1 mol ，其质量为0.1 mol×40 g·mol
－1
＝4 g ，但溶剂水不一定是100 mL 。

题组二一定物质的量浓度溶液的配制
4．使用胆矾配制1 L 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液，正确的做法是( )
①将胆矾加热除去结晶水后，称取16 g溶于1 L水中
②称取胆矾25 g溶于1 L水中
③将25 g胆矾溶于少量水，然后将此溶液稀释至1 L
④将16 g CuSO4溶于少量水，然后将此溶液稀释至1 L
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案 B
解析物质的量浓度指的是单位体积溶液内所含溶质的物质的量，在该题中用CuSO4·5H2O 来配制CuSO4溶液要注意两点：(1)找到CuSO4·5H2O和CuSO4之间的质量关系。

(2)溶液的体积最终为1 L。

1 L 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中溶质的物质的量为n(CuSO4)＝1 L×0.1 mol·L－1＝0.1 mol，其质量为16 g，若要称取CuSO4·5H2O，应称取25 g。

所以有两种方案：称取16 g CuSO4溶于水配成1 L溶液或称取25 g胆矾溶于水配成1 L溶液，故③④正确。

5．下列关于容量瓶的说法不正确的是( )
A．容量瓶上一般标有规格、温度和刻度线
B．容量瓶在使用前要检查是否漏水
C．可将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释
D．容量瓶不能长时间盛放所配制的溶液，应及时分装在试剂瓶中
答案 C
解析容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的精确仪器，固体或浓溶液溶解或稀释时会产生热效应，使溶液发生热胀冷缩，导致结果不准确，故不可将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。

6．实验室需用2 mol·L－1氯化钠溶液450 mL，配制时应选用容量瓶的规格和称取氯化钠的质量分别是( )
A．450 mL,52.7 g B．500 mL,58.5 g
C．1 000 mL,117 g D．任意规格，111.2 g
答案 B
解析容量瓶选取的原则是大而近，故配制450 mL溶液，应选用500 mL容量瓶。

根据500 mL溶液计算得需NaCl 58.5 g。

7．某同学用Na2CO3配制0.10 mol·L－1 Na2CO3溶液的过程如图所示。

你认为该同学的错误有( )
A．①⑤⑥ B．②④⑦
C．①⑥⑦ D．⑤⑥⑦
答案 C
解析称量Na2CO3固体时，应将被称量物放在托盘天平的左盘，砝码放在右盘，①错误；定容时，视线应与凹液面最低处相切，⑥错误；摇匀时，应将容量瓶反复上下颠倒，⑦错误，故C项正确。

题组三配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
8．配制一定物质的量浓度的KOH溶液时，导致浓度偏低的原因可能是( )
A．用敞口容器称量KOH且时间过长
B．配置前先向容量瓶中加入少量蒸馏水
C．容量瓶盛过KOH溶液，使用前未洗涤
D．溶解后快速转移到容量瓶，然后加足量蒸馏水，定容
答案 A
解析称量时间过长会有部分KOH变质，导致所配溶液浓度偏低；容量瓶中原有少量的蒸馏水，对n和V都不产生影响，溶液浓度不变；容量瓶盛过KOH溶液，使用前未洗涤，导致溶质的物质的量偏大，溶液浓度偏高；KOH溶解放热，未冷却至室温即定容，恢复至室温后溶液液面低于刻度线，溶液浓度偏高。

9．利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)来配制0.5 mol·L－1的Na2CO3溶液1 000 mL，假如其他操作均是正确无误的，下列情况会引起配制溶液的浓度偏高的是( )
A．称取碳酸钠晶体100 g
B．定容时，俯视刻度线
C．移液时，对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行洗涤
D．定容后，将容量瓶振荡均匀，静置时发现液面低于刻度线
答案 B
解析认为n(Na2CO3)＝0.5 mol·L－1×1 L＝0.5 mol，所以100 g>53 g视为偏高，实际上称取的是Na2CO3·10H2O的质量，应为286 g·mol－1×0.5 mol＝143 g，故A偏低；定容时，凹液面的最低点应与刻度线刚好相平，俯视时液面的最低点低于刻度线，即实际加水量少于应加水量，故B中浓度偏高；C中对用于稀释或溶解的烧杯，如不数次加水冲洗并将洗涤液也转入容量瓶，会使溶质损失，使所配制的溶液浓度偏低；D中定容后，当振荡、静置后发现液面低于刻度线，这是由于液体沾在瓶壁和磨口等处所致，不会造成偏差。

10．使用容量瓶配制溶液时，由于操作不当，会引起误差，下列情况一定会使所配溶液浓度偏低的是( )
①用天平称量时，被称量物与砝码的位置放颠倒了②溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水④定容时，仰视容量瓶的刻度线⑤定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线
A．①②⑤ B．②④⑤
C．③④⑤ D．①②④⑤
答案 B
解析天平称量时使用游码，被称量物与砝码的位置放颠倒了，物质的质量＝砝码的质量－游码的质量，质量偏小，浓度偏低；若不使用游码，物质的质量＝砝码的质量，对质量无影响，浓度不变。

定容时，仰视容量瓶的刻度线，体积偏大，浓度偏低。

定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线，体积偏大，浓度偏低。

[能力提升]
11．把18.0 mol·L－1的浓硫酸稀释成1.80 mol·L－1的稀硫酸100 mL，实验操作如下：
(1)请在下列操作步骤中填写有关的空格：
①用量筒量取________ mL的18.0 mol·L－1的浓硫酸；
②将______________沿烧杯内壁慢慢注入盛有少量__________的烧杯中；
③将已冷却至室温的硫酸溶液沿玻璃棒注入________ mL的容量瓶中；
④用少量蒸馏水洗涤烧杯2～3次，并将洗涤液也全部转移到容量瓶中；
⑤继续向容量瓶中加蒸馏水，直至液面接近刻度线__________处；
⑥改用__________逐滴加蒸馏水，使溶液凹液面恰好与刻度线相切；
⑦盖好容量瓶塞，反复颠倒，摇匀；
⑧将配好的稀硫酸倒入试剂瓶中，贴好标签。

(2)由于操作不当，会引起实验误差。

下列情况对所配制的H2SO4溶液的物质的量浓度有何影响？(用“偏大”“偏小”或“无影响”填写)
①容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水__________；
②摇匀后，发现溶液的液面低于刻度线，又加水至刻度线__________。

答案(1)10.0 浓硫酸蒸馏水100 1～2 cm 胶头滴管(2)①无影响②偏小
解析(1)①由c1V1＝c2V2知所需浓硫酸的体积为1.80 mol·L－1×0.100 L
18.0 mol·L－1
＝0.01 L＝10.0
mL；②稀释浓硫酸时应将浓硫酸慢慢注入水中；⑤⑥最后定容时的操作：加水至接近刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加。

(2)①溶液体积的大小由最后定容时决定，与容量瓶开始有无蒸馏水无关；②摇匀后，液面下降是由于溶液沾在容量瓶内壁和磨口处所致，再加水使溶液体积增大，浓度偏小。

12．实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L－1的NaOH溶液240 mL。

(1)配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤：
①称量②计算③溶解④摇匀⑤转移⑥洗涤
⑦定容⑧冷却⑨摇动
其正确的操作顺序为__________________(填序号)。

必须用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、________________。

(2)某同学欲称量NaOH的质量，他先用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如图所示。

烧杯的实际质量为________ g，要完成本实验该同学应称出________ g NaOH。

(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是________。

(4)在配制过程中，其他操作都是正确的，下列操作会引起误差偏高的是________(填字母)。

A．所用NaOH已经潮解
B．向容量瓶中加水未到刻度线
C．有少量NaOH溶液残留在烧杯里
D．用带游码的托盘天平称5.4 g NaOH(1 g以下用游码)时误用了“左码右物”方法
答案(1)②①③⑧⑤⑥⑨⑦④250 mL容量瓶、玻璃棒(2)27.4 10.0 (3)查漏(4)B 解析(1)配制1.0 mol·L－1 NaOH溶液的步骤：计算所需NaOH固体的质量→用托盘天平称量→在烧杯中溶解→冷却至室温→向容量瓶中转移溶液→洗涤烧杯及玻璃棒→摇动容量瓶→向容量瓶中加水定容→上下颠倒摇动容量瓶。

根据实验步骤即判断出所用仪器还有250 mL 容量瓶和玻璃棒。

(2)该同学将砝码与烧杯放反了，所以称得烧杯的质量为(20 g＋10 g)－2.6 g＝27.4 g，应称NaOH质量为1.0 mol·L－1×0.25 L×40 g·mol－1＝10.0 g。

(3)使用容量瓶的第一步操作为查漏。

(4)A项，所称NaOH的质量(物质的量)偏小，误差偏低；B项，所得溶液体积偏小，误差偏高；C项，所得溶液NaOH的物质的量偏小，误差偏低；D项，左码右物称量时，m物＋m游码＝m砝码，故所称物体质量偏小，误差偏低。

13．实验室配制500 mL 0.5 mol·L－1的NaCl溶液，有如下操作步骤：
①把称量的NaCl晶体放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解。

11 ②把①所得溶液小心转入500 mL 容量瓶中。

③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1～2 cm 处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。

④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤的液体都小心转入容量瓶，并轻轻摇匀。

⑤将容量瓶塞塞紧，充分摇匀。

请填写下列空白：
(1)操作步骤的正确顺序为______________(填序号)。

(2)本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、__________________。

(3)
某同学观察液面的情况如图所示，对所配溶液浓度将有何影响？__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

(4)若出现如下情况，对所配溶液浓度将有何影响？(填“偏高”“偏低”或“无影响”) 没有进行操作步骤④________；加蒸馏水时不慎超过了刻度线__________。

(5)若实验过程中出现如下情况应如何处理？
加蒸馏水时不慎超过了刻度线________；向容量瓶中转移溶液时(操作步骤②)溶液流到容量瓶外面____________________________。

答案 (1)①②④③⑤ (2)500 mL 容量瓶、胶头滴管
(3)偏高 (4)偏低 偏低 (5)重配 重配
解析 (2)为防止仪器的遗漏，可根据步骤进行选取。

(3)根据c ＝n V
，V 偏小，c 偏高。

(5)加蒸馏水超过刻度线，V 偏大，c 偏低，这种情况下配制的溶液浓度不是0.5 mol·L －1，因此要重配。