第13讲 溶液的配制与分析-【暑假自学课】2022年新高一化学暑假精品课（苏教版2019必修第一册）

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第13讲 溶液的配制与分析【学习目标】1．了解容量瓶的特点、用途及使用注意事项。2．掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。3．学会溶液配制的误差分析。【基础知识】配制一定物质的量浓度的溶液1．容量瓶的结构与规格（如图）容量瓶上标有容量瓶的规格、使用温度（一般为20℃），瓶颈上有一刻度线以标示体积。容量瓶的常用规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1 000mL等。2．配制一定物质的量浓度的溶液【实验探究】配制100 mL 0.100 mol·L－1 的Na2CO3溶液(1)计算：配制100 mL 0.100 mol·L－1 的Na2CO3溶液所需Na2CO3固体的质量为1.06g。(2)称量：用天平准确称取碳酸钠固体（若使用托盘天平，称取碳酸钠固体的质量为1.1g）。(3)溶解：将碳酸钠固体转移至100mL烧杯中，加适量蒸馏水溶解，冷却至室温。(4)转移：将烧杯中的溶液用玻璃棒小心引流到100mL容量瓶中，用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2~3次，并将每次的洗涤液都注入容量瓶中。振荡容量瓶，使溶液混合均匀。(5)定容：将蒸馏水注入容量瓶中，直到容量瓶中的液面距离容量瓶的刻度线1~2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切。将容量瓶塞盖上，反复上下颠倒，摇匀。【考点剖析】考点一：一定物质的量浓度溶液的配制1．容量瓶的选择与使用(1)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器。容量瓶上的标注有容积、温度、刻度线；常见规格有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL及1 000 mL。(2)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。(3)选择容量瓶时应遵循“大而近”的原则，即所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。例如，配制450 mL 0.1 mol·L－1的NaCl溶液，需选择500 mL容量瓶。(4)使用容量瓶注意“五不”：不能溶解固体；不能稀释浓溶液；不能加热；④不能作反应容器；不能长期贮存溶液。2．配制溶液操作要点（1）玻璃棒的作用：搅拌促进溶解，引流。（2）配制一定浓度的碳酸钠溶液时，碳酸钠在烧杯中溶解后，要冷却至室温后才能将溶液转移到容量瓶中，如果溶液未冷却，液体膨胀，向容量瓶中所加的水偏少，这样所配溶液浓度偏高。（3）定容时先向容量瓶中加蒸馏水直到容量瓶中的液面距离刻度线1~2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面的最低点刚好与刻度线相平。观察所加液体是否达到容量瓶的刻度线，一定要平视。（4）定容时如果加水超过刻度线，应将所配溶液倒掉，洗净容量瓶重新配制。【例1】精确配制250 mL一定物质的量浓度的NaOH溶液，下列实验操作正确的是(　　)A．选择仪器时，使用500 mL容量瓶B．将称量好的氢氧化钠固体放入容量瓶中，加入少量水溶解C．在烧杯中溶解氢氧化钠固体后，立即将所得溶液注入容量瓶中D．将烧杯中的氢氧化钠溶液注入未经干燥的洁净容量瓶中答案：D解析：配制250 mL一定物质的量浓度的NaOH溶液需选择250 mL容量瓶，A错误；将称量好的NaOH固体在烧杯中溶解，待冷却到室温后再转移到容量瓶中，不可在容量瓶中直接溶解，故B、C错误；所用容量瓶无需干燥，但必须洁净，D正确。考点二：溶液配制的误差分析1．分析依据：根据cB＝＝，分析有关操作对nB或m、V的影响，即可判断实验的误差。2．溶液配制的误差分析以配制一定浓度碳酸钠溶液为例：c(Na2CO3)＝＝其中M(Na2CO3)不变，不规范的操作过程会导致n(Na2CO3)【或m(Na2CO3)】和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。具体情况如下：能引起误差的一些操作因变量c/(mol·L－1)nV砝码与物品颠倒(使用游码)减小—偏低称量时间过长减小—偏低向容量瓶注液时少量溅出减小 偏低未洗涤烧杯和玻璃棒减小—偏低定容时，水多用滴管吸出减小—偏低定容摇匀后液面下降再加水—增大偏低定容时仰视刻度线—增大偏低未冷却至室温就注入容量瓶定容—减小偏高定容时俯视刻度线—减小偏高称量前小烧杯内有水——不变定容后经振荡、摇匀，静置液面下降——不变仰视刻度线(图1)，导致溶液体积偏大，所配浓度偏小。俯视刻度线(图2)，导致溶液体积偏小，所配浓度偏大。【例2】下列配制的溶液浓度偏大的是(　　)A．配制稀盐酸用量筒量取浓盐酸时俯视刻度线B．配制稀盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线C．称量4 g NaOH配制1 000 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液时，砝码错误放左盘D．NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶并加蒸馏水至刻度线答案：D解析：A项俯视刻度线，将会使量取的盐酸的体积小于计算值，导致浓度偏小；B项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项由于所称NaOH固体的质量为整数，不需要移动游码，故称得固体NaOH的质量是准确的，不会影响要配制溶液的浓度；D项因溶解放热，若不冷却至室温即转移并定容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大。【过关检测】1．下列有关溶液配制正确的是(　　)A．分液漏斗和容量瓶在使用前都无需检漏B．要配制浓度为0.010 mol·L－1的KMnO4溶液，需称取KMnO4固体0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度线C．为准确配制一定物质的量浓度的溶液，定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时，改用滴管滴加蒸馏水至刻度线D．将4.0 g NaOH固体置于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：分液漏斗与容量瓶使用前均需要检漏，A项错误；容量瓶不能用来溶解物质，B项错误；加水至液面距刻度线1～2 cm时，用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线，C项正确；不能直接在容量瓶中溶解固体，D项错误。2．用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是(　　)答案：B解析：A选项，称量物质时应左物右码，错误；C选项，转移溶液时应用玻璃棒引流，错误；D选项，定容时胶头滴管不能伸入容量瓶中，错误。3．实验室中需要配制0.2 mol·L－1的硫酸铜溶液950 mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的胆矾的质量分别是(　　)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：容量瓶的规格主要有：100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL。容量瓶的选择原则是“近而大”，无950 mL容量瓶，应选择1 000 mL的容量瓶。需胆矾的质量为0.2 mol·L－1×1 L×250 g·mol－1＝50.0 g。4．配制一定物质的量浓度的氢氧化钾溶液时，导致浓度偏小的原因可能是(　　)A．用敞口容器称量氢氧化钾且时间过长B．配制前先向容量瓶中加入少量蒸馏水C．容量瓶盛过氢氧化钾溶液，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：选项A中称量时间过长会有部分氢氧化钾变质，结果偏小；选项B中容量瓶中先加入蒸馏水对配制溶液的浓度无影响；选项C中溶质物质的量偏大，溶液浓度偏大；选项D中恢复室温后溶液液面低于刻度线，溶液浓度偏大。5．下列配制的溶液浓度偏大的是(　　)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．配制烧碱溶液时，没有洗涤溶解烧碱的烧杯和玻璃棒D．配制烧碱溶液时，烧碱溶解后未经冷却至室温即注入容量瓶并加水至刻度线答案：D解析：A项，俯视刻度线，将会使量得的盐酸体积小于计算值，导致浓度偏小；B项，定容时仰视容量瓶刻度线，导致加水量增多，溶液浓度偏小；C项，未洗涤烧杯、玻璃棒，导致溶质减少，溶液浓度偏小；D项，溶液在容量瓶中冷却后液面低于刻度线，溶液体积减小，溶液浓度偏大。6．配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液，下列操作对实验结果不会产生影响的是(　　)A．容量瓶中原有少量蒸馏水B．溶解所用的烧杯未洗涤C．所用砝码生锈了D．定容时俯视观察液面答案：A解析：溶解所用的烧杯未洗涤会导致结果偏低；砝码生锈，导致结果偏大；定容时俯视液面会使溶液体积偏小，导致结果偏大；容量瓶中原有少量蒸馏水对实验结果不会产生影响。7．使用胆矾配制1 L 0.1 mol·L－1的硫酸铜溶液，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 L④将16 g 硫酸铜溶于少量水，然后将此溶液稀释至1 LA．①②      B．③④      C．①③      D．②④答案：B解析：1 L 0.1 mol·L－1的硫酸铜溶液中含硫酸铜0.1 mol，其质量为16 g。溶液配制方案：称取16 g 硫酸铜溶于水配成1 L溶液或称取25 g胆矾溶于水配成1 L溶液。8．两份体积相同的某植物营养液，其配方分别如下： KClK2SO4ZnSO4①0.3 mol·L－10.2 mol·L－10.1 mol·L－1②0.1 mol·L－10.3 mol·L－1—下列对这两份营养液成分的分析中正确的是(　　)A．K＋的物质的量相同 B．Cl－的物质的量相同C．完全相同 D．SO的物质的量不同答案：A解析：依据表格中数据进行计算对比，可知：第①份营养液中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份营养液中：c(K＋)＝0.7 mol·L－1，c(Cl－)＝0.1 mol·L－1，c(SO)＝0.3 mol·L－1。9．实验室用固体烧碱配制500 mL 0.10 mol·L－1的NaOH溶液。(1)需称量________ g的烧碱固体，固体应放在________中称量。(2)配制过程中，不需要使用的仪器是________(填字母)。A．烧杯   B．玻璃棒C．1 000 mL容量瓶   D．锥形瓶E．胶头滴管   F．500 mL容量瓶(3)在定容的过程中，定容操作后期加入少量水的做法是_______________________________。答案：(1)2.0　烧杯　(2)CD(3)用胶头滴管逐滴加水，同时平视观察液面与刻度线的关系，当凹液面与刻度线相切时，立即停止加水10．使用容量瓶配制溶液时，由于操作不当，会引起误差。下列情况会使所配溶液浓度出现怎样的误差，填“偏大”“偏小”或“无影响”。(1)用天平称量时，使用游码，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________。答案：(1)偏小　(2)偏小　(3)无影响　(4)偏小　(5)偏小解析：用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，浓度偏小；定容时，仰视容量瓶的刻度线，体积偏大，浓度偏小；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，浓度偏小。11．某次实验预计需要使用480 mL a mol·L－1的纯碱溶液，如图是某同学在实验室配制该溶液的流程图。回答下列问题：(1)容量瓶上标有①温度　②浓度　③规格　④压强　⑤刻度线中的________(填序号)。(2)使用容量瓶前必须对容量瓶进行的一项操作是____________________________。(3)应选择V＝______ mL的容量瓶，需要称取______ g Na2CO3。(4)所给出的流程图中的操作内容有两个明显的错误，请写出：_________________、________________。(5)指出下列实验操作对所配制溶液浓度的影响，填“偏大”“偏小”或“无影响”。①溶解、移液后，没有洗涤玻璃棒及烧杯：________。②定容时仰视刻度线：________。③容量瓶未干燥，有少量蒸馏水：________。答案：(1)①③⑤　(2)检查容量瓶是否漏水　(3)500　53a　(4)药品与砝码放反了　定容时仰视　(5)①偏小　②偏小　③无影响解析：(1)容量瓶瓶体上有温度、规格、刻度线。(2)使用容量瓶前要检查容量瓶是否漏水。(3)根据“大而近”原则，应该选择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)流程图中称量时药品与砝码放反了(应该左物右码)，定容时仰视。(5)根据公式c＝进行误差分析：①没有洗涤时，n偏小，c偏小；②定容时仰视，V偏大，c偏小；③容量瓶未干燥，n、V均不受影响，对c无影响。