也谈一定物质的量浓度的溶液配制应注意的问题

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摘 要： 本文分析了在一定物质的量浓度的溶液配制过程中需注意的几个问题：容量瓶使用、误差分析、称量仪器、粗配和精配、基准物质的使用等。

关键词： 容量瓶使用 误差分析 粗配和精配 基准物质 称量仪器

高中化学新课程标准对化学课程的实施起着限制、指导和评价的作用，在其内容标准中对物质的量的有关内容是这样说明的：“认识摩尔是物质的量的基本单位，能用于进行简单的化学计算，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。”正是因为如此，“物质的量浓度的溶液的配制”的教学一直是高中化学的重点之一。在实际教学过程中应该注意以下几个问题。

1.使用容量瓶配制时的问题

（1）配制一定物质的量浓度的溶液是将一定质量或体积的溶质按所配制溶液的体积在选定的容量瓶中定容，因而不需要计算水的用量。

（2）不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。这是因为在配制的过程中是用容量瓶来定容的，而容量瓶的规格是有限的，常用的有50 ml、250 ml、500 ml、1000 ml等。所以只能配制体积与容量瓶容积相同的一定物质的量浓度的溶液。

（3）在配制一定物质的量浓度的溶液时，不能直接将溶质放入容量瓶中进行溶解，而要在烧杯中溶解，待烧杯中溶液的温度恢复到室温时，才能将溶液转移到容量瓶中。这是因为容量瓶的容积是有标定的，而绝大多数物质在溶解时都会伴随着吸热或放热过程的发生，引起温度的声高或降低，从而影响到溶液的体积，使所配制的溶液中的溶质的物质的量浓度不准确。

（4）定容后的容量瓶在反复颠倒、振荡后，会出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，这时不能再向容量瓶中加入蒸馏水。这是因为容量瓶是属于“容纳量”式的玻璃仪器（指注入量器的液体的体积等于容器刻度所示的体积）。用滴管定容到溶液的凹液面与容量瓶的刻度线相切时，液体的体积恰好为容量瓶的标定容积。将容量瓶反复颠倒、振荡后，出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况，主要是由于部分溶液在润湿容量瓶磨口时有所损失，以及粒子间隔减小造成的。

2.因操作不当所引起误差问题

（1）称量时引起的误差

使所配溶液中溶质的物质的量浓度偏高的主要原因：

①天平的砝码沾有其他物质或已经锈蚀；

②用量筒量取液体时，仰视读数，使得液体的体积偏大，等等。

使所配溶液中溶质的物质的量浓度偏低的主要原因：

①试剂、砝码的左右位置颠倒；

②砝码有残缺；

③在敞口容器中称量易吸收空气中其他成分或易于挥发的物质时动作过慢；

④用量筒量取液体时，俯视读数，使所得液体的体积偏小，等等。

（2）用于溶解稀释溶液的烧杯未用蒸馏水洗涤，使溶质的物质的量减少，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏低。

（3）转移或搅拌溶液时有部分液体溅出，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏低。

（4）容量瓶内溶液的温度高于20℃，造成所量取的溶液体积小于容量瓶上所标注的液体体积，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏高。

（5）在给容量瓶定容时，仰视读数会使溶液体积增大，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏低；俯视读数会使溶液体积减小，致使溶液中溶质的物质的量浓度偏高。

3.称量仪器使用的问题

如：实验中需要0.100 mol·L的NaCO溶液100mL，配制时应该选用的容量瓶的规格和称取的碳酸钠质量分别是多少？解析：所需NaCO的质量为0.100 mol·L×0.1 L×106g·mol=1.06 g，普通托盘天平只能达到0.1g的精度，此处应选用电子天平才能达到要求。一般学校采用的托盘天平不能选用。教师在教授此处内容时可采取适当变通的做法，如将配制浓度改为0.500 mol·L，则此时所需Na2CO3的质量为0.500 mol·L×0.1 L×106 g·moL=5.3 g，此刻托盘天盘完全能达到精度要求，且教师在讲授配制精度时也丝毫不会被动。

4.粗配和精配的问题

在现实教学中，很多老师一提到“配制一定物质的量浓度溶液”的仪器，立即就提到容量瓶，那容量瓶是否为配制一定物质的量浓度溶液的必要仪器呢？2003年江苏省高考化学试题第19题给了我们很多启发。

原题为：要配制浓度约为2mol·LNaOH溶液100mL，下面的操作正确的（ ）

A.称取8g NaOH固体，放入250mL烧杯中，用100mL量筒量取100mL蒸馏水，加入烧杯中，同时不断搅拌至固体溶解；

B.称取8g NaOH固体，放入100mL量筒中，边搅拌，边慢慢加入蒸馏水，待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100mL；

C. 称取8g NaOH固体，放入100mL容量瓶中，加入适量蒸馏水，振荡容量瓶使固体溶解，再加入水到刻度，盖好瓶塞，反复摇匀；

D.用100mL量筒量取40mL 5mol·L-1NaOH溶液，倒入250mL烧杯中，再用同一量筒取60mL蒸馏水，在不断搅拌下，慢慢倒入烧杯中。

解析：该题的正确答案为A、D，此题A、D两个选项中溶液的配制均未使用到容量瓶，也就是说配制一定物质的量浓度溶液未必一定需要使用容量瓶。事实上根据化学实验准确度要求的不同，所需要溶液的精度也不同。溶液的配制也分为粗略配制与精确配制两大类。在上述题中，题干明确说明配制约为2mol·L NaOH溶液。从有效数字看，该配制精度要求只需1位有效数字，且为大约的浓度，利用AD两题支中的方法完全可以粗配到符合要求的溶液。容量瓶作为一种较为精密的化学定量仪器，一般只适用于溶液的精配，粗略配制溶液时使用量筒和烧杯就可以了。

5.基准物质选择问题

2008年江苏高考化学试题第9题：“准确称取0.4000g的NaOH固体配成1000mL浓度为0.01000 mol·L的溶液”。此操作能否达到目的，解析：仅从字面看，分析天平可以准确称量0.4000g的固体，若配制成1000mL溶液，其浓度为0.01000 mol·L。但此操作不能达到目的。究其原因，并非所有物质都能精确配制，只有符合“基准物质”要求的物质才能准确配制。

基准物质必须（1）在空气中稳定：不吸湿、不挥发、不与空气中物质反应、受热不易分解；（2）纯度较高；（3）实际组成与化学式完全符含；（4）具有较大的摩尔质量便于减少称量。

误差对照上述要求，NaOH由于其在空气中易于吸收CO和水分等，不适合用作基准物，因而不能精配。在中学，与NaOH类似不适合用作基准物的还有浓硫酸、盐酸等，而NaCl、NaCO却可用作基准物选用。事实上，在实际生产与研究中，诸如NaOH、硫酸、盐酸等不能精确配制的物质，一般均采用先粗略配制，再采用基准物进行滴定标定的方法获得其准确浓度。

例：实验室用密度为1.25 g·mL，质量分数为36.5%的浓盐酸配制240 mL 0.1 mol·L的盐酸，请回答下列问题：

（1）浓盐酸的物质的量浓度为12.5 mol·L。

（2）配制240 mL 0.1 mol·L的盐酸，需浓盐酸2.0mL，选用容量瓶的规格500 mL，

解析：（1）c（HCl）==12.5 mol·L

（2）×0.1 mol·L=12.5 mol·L·V

V=0.002 L=2 mL

（3）取25.00 mL该配制的盐酸放入锥形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示剂，用NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2～3次，记录数据如下。

根据上述数据，计算该盐酸的物质的量浓度。

（3）先算出耗用标准NaOH体积的平均值

==26.10 mL（第二次偏差太大，舍去）

c（HCl）==0.1044 mol·L

用物质的量浓度为12.5 mol·L的浓盐酸只能来配制约为0.1 mol·L的稀盐酸，因为浓盐酸在配制过程中要挥发，要测定盐酸准确浓度再采用基准物进行滴定标定的方法而获得。同样用浓硫酸来配制稀硫酸，浓硫酸在配制过程中要吸水，在实际研究中，要测定硫酸准确浓度也是采用基准物进行滴定标定的方法获得的。

“一定物质的量浓度溶液的配制”是中学化学中重要的定量实验之一，无论是传统教材还是新课程下的苏教版教材，都安排在高一化学初始阶段学习并作为必修的重点知识。教师在教授该部分内容时，应该注意以上五个问题。科学向来严谨，教师在教授看似简单的基本内容时，应尽量做到细致到位，以呈现知识应有的严密与精确。