第13讲 一定物质的量浓度溶液的配制
一、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。
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) | |
n | V | ||
砝码与物品颠倒(使用游码) | 减小 | —托盘天平的使用方法 | 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 |
【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】某学生计划用12 mol·L－1的浓盐酸配制0.10 mol·L－1的稀盐酸450 mL，回答下列问题：
(1)实验过程中，不必使用的是________(填字母)。
A．托盘天平 B．量筒 C．容量瓶
D．250 mL烧杯 E．胶头滴管 F．500 mL试剂瓶
(2)除上述仪器可使用外，还缺少的仪器是___________。
(3)量取浓盐酸的体积为________mL，应选用的量筒规格为________。
(4)配制时应选用的容量瓶规格为______________________________________。
答案：(1)A (2)玻璃棒 (3)4.2 10 mL (4)500 mL
解析：用浓溶液配制稀溶液时，应选用量筒而不用托盘天平；配制稀盐酸450 mL，由于没有此种规格的容量瓶，所以用500 mL的容量瓶。设量取浓盐酸的体积为V，根据稀释前后HCl物质的量守恒建立关系式：12 mol·L－1×V＝0.10 mol·L－1×500 mL，V≈4.2 mL；根据量筒的规格选取10 mL量筒；结合配制步骤选取仪器。
考点二：溶液配制的误差分析
1．误差分析的方法：
在配制一定物质的量浓度的溶液时，很多因素会引起溶液浓度的误差。分析误差时，要根据c＝，围绕实验操作对n或V的影响来分析。
(1)凡是使nB增大的因素，使cB偏大。
(2)凡是使nB减小的因素，使cB偏小。
(3)凡是使V增大的因素，使cB偏小。
2．定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解：
(1)仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水，刻度线低于液面，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，浓度偏小。
(2)俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反，刻度线高于液面，故加水量偏少，导致溶液体积偏小，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 g
C．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．用NaCl固体配制0.1 mol·L－1的NaCl溶液，下列操作或说法正确的是( )
A．称量时，将固体NaCl直接放在天平左盘上
B．若在移液过程中，溶液溅出容量瓶，则应重新配制溶液
C．固体直接转移到容量瓶中，并加水稀释到刻度线
D．将5.85 g NaCl固体溶于1 L水中可配成0.1 mol·L－1的NaCl溶液
答案：B
解析：A项，NaCl固体需放在纸上称量，不能直接放在托盘上。B项，溶液溅出，导致溶液
浓度偏低，为了保证配制的溶液浓度准确，需重新配制。C项，固体物质在烧杯中溶解并冷却至室温后才能转移到容量瓶中。D项，溶液体积不等于1 L，c(NaCl)不等于0.1 mol·L－1。
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 L
④将16 g 硫酸铜溶于少量水，然后将此溶液稀释至1 L
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