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高考化学一轮复习第1章物质的量第3讲一定物质的量浓度溶液的配制教案
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这是一份高考化学一轮复习第1章物质的量第3讲一定物质的量浓度溶液的配制教案，共10页。
“实践探索”包括认知操作和行动操作两个方面，是个体改造世界的核心品质。“实践探索”是信息输入和认知加工之后的必然结果，是完成认知学习和实践的关键环节。一定物质的量浓度溶液的配制实验体现实践探索中是“研究探索”、“操作运用”，要求能够根据实验目的和要求，设计合理的实验方案，进行正确的实验操作，科学收集、处理并解释实验数据；能够根据方案的实践结果不断修正和改进方案；能够运用口头语言和书面语言进行沟通交流，准确表达自己的看法，通过合作解决问题。
1．两种重要仪器——托盘天平和容量瓶
(1)托盘天平的构造及使用
称量前先调零，称量固体药品时，药品放在左盘，砝码放在右盘，读数精确到0.1 g。
(2)容量瓶的构造及使用
(3)容量瓶的查漏操作
2．一定物质的量浓度溶液的配制流程
(1)主要仪器：托盘天平、药匙、量筒、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管等。
(2)配制过程(以配制100 mL 1.0 ml·L－1 NaCl溶液为例)：
使用容量瓶的“五不”
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释；②容量瓶不能用作反应容器或用来长期贮存溶液；③不能配制任意体积的溶液，只能配制容量瓶上规定容积的溶液；④不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中；⑤向容量瓶中注入液体时，一定要用玻璃棒引流，防止溶液洒落。
[提升1] (高考题组合)判断正误
(1)(2020·天津卷)配制50.00 mL 0.1000 ml/L Na2CO3溶液(×)
(2)(2019·天津卷)配制一定浓度的溶液，如图(√)
(3)(2019·江苏卷)将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度线，配制1.000 ml·L－1 NaOH溶液(×)
(4)(2018·全国卷Ⅱ)配制0.400 0 ml·L－1 的NaOH溶液：称取4.0 g 固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250 mL 容量瓶中定容(×)
(5)(2017·全国卷Ⅲ)配制浓度为0.010 ml·L－1的KMnO4溶液：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(×)
[提升2] (人教必修1·P18，6题改编)某同学用容量瓶配制溶液，加水时超过了刻度线，他(她)把水倒出一些，重新加水至刻度线。下列有关说法中不正确的是( )
A．所配溶液的浓度不变 B．所配溶液的浓度偏低
C．倒出的水中含有溶质 D．该操作错误，应重新配制
A [用容量瓶配制溶液，加水时超过了刻度线，倒出的水中含有溶质，引起溶质的损失，故所配溶液的浓度偏低，该操作错误，应重新配制溶液。]
[提升3] (1)(2020·全国卷Ⅰ，27题节选)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L－1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、________________(从下列图中选择，写出名称)。
(2)(2017·全国卷Ⅱ，28题节选)Na2SO3溶液常用作标准溶液滴定I2(2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋I2===2I－＋S4O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) )，但Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和___________________________；
蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。
解析 (1)配制0.10 ml·L－1 FeSO4溶液，用托盘天平称取FeSO4·7H2O晶体，放入烧杯中，用量筒量取一定体积的蒸馏水溶解，再转移到容量瓶中进行定容。
(2)一定物质的量浓度溶液的配制还需要容量瓶和量筒；加热可以除去溶液的氧气，避免实验结果不准确。
答案 (1)烧杯、量筒、托盘天平 (2)量筒、容量瓶 氧气
[提升4] 实验室需要配制0.50 ml·L－1NaCl溶液480 mL。按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验必需用到的仪器有：托盘天平(带砝码、最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、________、______、________以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体________g。
(3)称量。
①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置；
②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。
③称量完毕，将药品倒入烧杯中。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，目的是__________________________
________________________________________________________________________。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流，需要洗涤烧杯2～3次是为了__________________________________________________________。
(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线______处，改用________加水，使溶液凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀、装瓶。
解析 配制480 mL 0.50 ml·L－1的NaCl溶液，必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)＝0.50 ml·L－1×0.5 L×58.5 g·ml－1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时，物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解(或稀释)、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。
答案 (1)500 mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒 (2)14.6
(3)①
②左盘 (4)搅拌，加速NaCl溶解 (5)保证溶质全部转入容量瓶中 (6)1～2 cm 胶头滴管
素养2 思维方法 一定物质的量浓度溶液配制中的误差分析
“思维方法”是思维的品质、方式和能力的综合，是个体高质量地解决生活实践或学习探索情境中的各种问题的基础。“思维方法”是认知加工的关键构件，是个体在信息时代所必须具备的核心认知品质，也是未来社会人才所需要的终身素养。
一定物质的量浓度配制的误差分析过程体现思维方法中的“科学思维”，要求能够根据对问题情境的分析，运用实证数据分析事物的内部结构和问题的内在联系，以抽象的概念来反映客观事物的本质特征和内在联系。
1．误差分析的基本方法
误差分析中变量是m或V，一般情况要固定其一，分析另一物理量的变化对溶液浓度的影响：
2．配制溶液过程中不当操作引起的误差
[提升5] 欲配制100 mL 1.0 ml·L－1 Na2SO4溶液，下列操作会使配得的溶液浓度偏小的是( )
A．容量瓶中原有少量蒸馏水
B．定容时，俯视容量瓶中液体的凹液面
C．称量Na2SO4固体时，药品和砝码的位置放反了(1 g以下用游码)
D．将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于少量水中，再配制成100 mL 溶液
C [定容时要加入蒸馏水，因此容量瓶中原有少量蒸馏水，所得溶液的浓度不变，A项错误；定容时，俯视容量瓶中液体的凹液面，定容结束时，液面低于刻度线，则所得溶液的浓度偏大，B项错误；称量Na2SO4固体时，物质与砝码位置放反了，且1 g以下用游码，则称取Na2SO4固体的质量减小，故所配得溶液的浓度偏小，C项正确；32.2 g Na2SO4·10H2O的物质的量为0.1 ml，溶于少量水中配成100 mL溶液，则有c(Na2SO4)＝0.1 ml/0.1 L＝1.0 ml·L－1，D项错误。]
[提升6] (2021·河南郑州检测)某学生配制了100 mL 1 ml·L－1的硫酸，然后对溶液浓度做精确测定，且测定过程中一切操作都正确，但测得溶液的物质的量浓度小于1 ml·L－1。则在配制过程中，下列操作可能导致溶液浓度偏低的是( )
①用量筒量取浓硫酸后，再用蒸馏水洗涤量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中；②将浓硫酸在烧杯中稀释，转移到100 mL的容量瓶中后，没有洗涤烧杯；③在转移过程中用玻璃棒引流，因操作不慎有少量溶液流到了容量瓶外面；④最后定容时，加水超过了刻度线，马上用胶头滴管吸去多余的水，使溶液凹液面最低处刚好与刻度线相切。
A．只有②③④ B．只有③④
C．只有①②③ D．①②③④
A [①用量筒量取浓硫酸，不需要用蒸馏水洗涤量筒，若洗涤且将洗涤液转移到容量瓶中，所取溶质H2SO4偏多，导致溶液浓度偏高，错误。②未洗涤烧杯，使溶质H2SO4损失，导致溶液浓度偏低，正确。③少量溶液流到容量瓶外面，使溶质H2SO4损失，导致溶液浓度偏低，正确。④加水超过了刻度线，马上用胶头滴管吸去多余的水，会损失H2SO4，导致溶液浓度偏低，正确。]
训练(三) 一定物质的量浓度溶液的配制
1．(2021·河北邯郸五校联考)下图配制450 mL 1.00 ml·L－1 NaOH溶液的示意图，下列说法正确的是( )
A．图①中应称得NaOH 18.0 g
B．未进行④和⑤的操作，所配溶液浓度将偏大
C．定容后把容量瓶倒置摇匀，发现液面低于刻度线不必再加水至刻度线
D．步骤②后应将溶液立即转移到容量瓶中，防止药品变质
C [选取500 mL 容量瓶配制NaOH溶液，称取NaOH固体的质量为0.5 L×1.00 ml/L×40 g/ml＝20.0 g，A项错误；④和⑤操作是洗涤及洗涤液转移到容量瓶中，未进行上述操作，所配溶液的浓度将偏小，B项错误；定容后将容量瓶倒置摇匀，溶液粘在刻度线以上瓶颈内壁上，液面会低于刻度线，待液体回流后液面会与刻度线相平，故不必加水，C项正确；NaOH固体溶于水放出热量的热，必须冷却至室温后才能转移到容量瓶中，D项错误。]
2．(2021·四川南充调研)实验需要950 mL 0.1 ml·L－1 NaCl溶液，下列有关配制过程操作正确的是( )
C [实验室没有950 mL容量瓶，应选择1 000 mL容量瓶配制NaCl溶液，A项错误；托盘天平的精确度为0.1 g，不能用托盘天平称取5.85 g NaCl，B项错误；称取的NaCl在烧杯中溶解后，转移到容量瓶中，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁，将洗涤液一并注入容量瓶中，C项正确；定容时，用烧杯加蒸馏水至刻度线1～2 cm处，再用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相平，D项错误。]
3．(2021·湖南常德检测)配制250 mL 0.10 ml/L的NaOH溶液时，下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是( )
A．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B．称量固体氢氧化钠时速度太慢
C．在容量瓶中定容时俯视刻度线
D．定容后把容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度，再补充几滴水至刻度
C [转移溶液后，未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容，损失溶质，则所配溶液的浓度偏小，A项错误；称量固体NaOH时，易吸收空气中水蒸气，称取NaOH的质量减小，则所得溶液的浓度偏小，B项错误；在容量瓶中定容时，俯视刻度线定容，完成后液面低于刻度线，所得溶液的浓度偏大，C项正确；定容后将容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度，再补充几滴水至刻度，待瓶颈内部的刻度线上方的液体回流后，液面会高于刻度线，所配溶液的浓度偏小，D项错误。]
4．(2021·山东聊城检测)草酸钠是一种还原剂，也常作为双齿配体。室温时，甲同学配制了100 g 10%的Na2C2O4溶液，乙同学配制了100 mL 1.0 ml·L－1的Na2C2O4溶液(密度为1.02 g·cm－3)。下列说法正确的是( )
A．甲同学所需溶质的质量大
B．两同学所配溶液的质量相同
C．两同学所需实验仪器相同
D．甲同学所配溶液的浓度比乙同学的小
D [甲所需溶质的质量为100 g×10%＝10 g，乙所需溶质的质量为0.1 L×1.0 ml/L×134 g/ml＝13.4 g，则乙同学所需溶质的质量大，A项错误；乙同学所配溶液的质量为100 mL×1.02 g/cm3＝102 g，则两同学所配溶液的质量不同，B项错误；乙需要100 mL 容量瓶，而甲同学则不需要，C项错误；甲同学所需Na2C2O4的物质的量约为0.075 ml，若溶液的密度为1 g/cm3，则所配溶液的浓度约为0.075 ml/0.1 L＝0.75 ml/L，故甲同学所配溶液的浓度比乙同学的小，D项正确。]
5．(2021·浙江金华十校联考)实验室需配制480 mL 0.1 ml·L－1 Na2CO3溶液，下列说法不正确的是( )
A．应用托盘天平称取Na2CO3·10H2O晶体14.3 g
B．配制操作必需的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500 mL容量瓶
C．采用加热来加快Na2CO3·10H2O晶体的溶解，需趁热迅速将溶液转移至容量瓶中
D．定容摇匀后发现溶液液面低于刻度线，不需要再滴加蒸馏水至刻度线
C [选取500 mL容量瓶配制溶液，称取Na2CO3·10H2O晶体的质量为0.5 L×0.1 ml/L×286 g/ml＝14.3 g，A项正确；结合配制溶液的操作步骤可知，所需玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500 mL容量瓶，B项正确；配制溶液时，要将溶解液冷却至室温再转移到容量瓶中，C项错误；定容摇匀后发现溶液液面低于刻度线，不需要滴加蒸馏水，待内壁沾有液体回流后，液面会与刻度线相平，D项正确。]
6．(2021·福建六校联考)下图是实验室硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是( )
A．配制稀硫酸定容时，俯视刻度线会造成所配溶液浓度偏高
B．取该硫酸1 mL与1 mL 水混合后，所得溶液的物质的量浓度为9.2 ml·L－1
C．将该硫酸配成1 ml·L－1 的稀硫酸480 mL 所需玻璃仪器只有：烧杯、500 mL 容量瓶、玻璃棒
D．1 ml Fe与足量的该硫酸反应产生1 ml 氢气
A [配制稀硫酸时，定容俯视刻度线，所得溶液的体积偏小，则溶液的浓度偏高，A项正确；该硫酸的密度为1.84 g/cm3、质量分数为98%，则有c(H2SO4)＝1 000ρw/M＝(1 000×1.84×98%)/98 ml·L－1＝18.4 ml·L－1，由于浓硫酸和水的密度不同，故取1 mL浓硫酸和1 mL水混合，所得溶液的浓度不是9.2 ml·L－1，B项错误；配制480 mL 1 ml·L－1 稀硫酸要选用500 mL容量瓶，缺少量取浓硫酸的量筒，C项错误；常温下，Fe在浓硫酸中发生钝化，不能产生大量H2，D项错误。]
7．(2021·陕西汉中检测)实验室需要配制0.1 ml·L－1 NaOH溶液 480 mL，按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整：
(1)选择仪器及用品。完成本实验所必需的仪器有：托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、_________、____________以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。称取NaOH固体的质量为________g。
(3)称量。所用砝码生锈，则所配溶液的浓度会______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，其目的是___________________。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用_________引流，需要洗涤烧杯及玻璃棒2～3次。
(6)定容、摇匀。
(7)在配制过程中，某同学观察定容时液面情况如图所示，所配溶液的浓度将会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析 (1)配制480 mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液，要选用500 mL容量瓶，最后定容时，距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水。
(2)按配制500 mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液计算：
m(NaOH)＝0.5 L×0.1 ml·L－1×40 g·ml－1＝2.0 g。
(3)称量时，所用砝码生锈，称得NaOH固体的质量偏大，则所配溶液的浓度偏高。
(4)溶解固体溶质时，用玻璃棒进行搅拌，加速固体的溶解。
(7)定容时，仰视刻度线，所配溶液的体积偏大，则所配溶液的浓度偏低。
答案 (1)500 mL容量瓶 胶头滴管 (2)2.0 (3)偏高 (4)搅拌、加速溶解 (5)玻璃棒 (7)偏低
仪器使用引起误差的不当操作
因变量
c/ml·L－1
m(溶质)
V(溶液)
托盘天平
①天平的砝码生锈或粘有固体
增大
不变
偏大
②称量易潮解的物质时间过长或用称量纸称易潮解的物质(如NaOH固体)
减小
不变
偏小
量筒
①量取液体时，仰视刻度线读数
增大
不变
偏大
②量取液体时，俯视刻度线读数
减小
不变
偏小
烧杯及玻璃棒
①搅拌时，部分液体溅出
减小
不变
偏小
②未洗涤烧杯和玻璃棒，或洗涤液未注入容量瓶中
减小
不变
偏小
容量瓶
①未冷却到室温便注入容量瓶定容
不变
减小
偏大
②从烧杯向容量瓶转移溶液时，有少量液体洒落
减小
不变
偏小
③定容时，加蒸馏水超过了刻度线，再用胶头滴管吸出多余液体
减小
不变
偏小
④定容后，轻轻振荡、摇匀、静置，液面下降再加蒸馏水
不变
增大
偏小
⑤定容时，俯视刻度线
不变
减小
偏大
⑥定容时，仰视刻度线
不变
增大
偏小
实验
操作
A
选用仪器
选用950 mL容量瓶，检查是否漏液，并用蒸馏水洗净，可不烘干
B
称取溶质
用托盘天平精确称取5.85 g NaCl，右盘放砝码，左盘加NaCl
C
洗涤
用少量蒸馏水洗涤溶解NaCl的烧杯内壁，并将洗涤液注入容量瓶
D
定容
定容时眼睛平视刻度，用烧杯加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相平
“实践探索”包括认知操作和行动操作两个方面，是个体改造世界的核心品质。“实践探索”是信息输入和认知加工之后的必然结果，是完成认知学习和实践的关键环节。一定物质的量浓度溶液的配制实验体现实践探索中是“研究探索”、“操作运用”，要求能够根据实验目的和要求，设计合理的实验方案，进行正确的实验操作，科学收集、处理并解释实验数据；能够根据方案的实践结果不断修正和改进方案；能够运用口头语言和书面语言进行沟通交流，准确表达自己的看法，通过合作解决问题。
1．两种重要仪器——托盘天平和容量瓶
(1)托盘天平的构造及使用
称量前先调零，称量固体药品时，药品放在左盘，砝码放在右盘，读数精确到0.1 g。
(2)容量瓶的构造及使用
(3)容量瓶的查漏操作
2．一定物质的量浓度溶液的配制流程
(1)主要仪器：托盘天平、药匙、量筒、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管等。
(2)配制过程(以配制100 mL 1.0 ml·L－1 NaCl溶液为例)：
使用容量瓶的“五不”
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释；②容量瓶不能用作反应容器或用来长期贮存溶液；③不能配制任意体积的溶液，只能配制容量瓶上规定容积的溶液；④不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中；⑤向容量瓶中注入液体时，一定要用玻璃棒引流，防止溶液洒落。
[提升1] (高考题组合)判断正误
(1)(2020·天津卷)配制50.00 mL 0.1000 ml/L Na2CO3溶液(×)
(2)(2019·天津卷)配制一定浓度的溶液，如图(√)
(3)(2019·江苏卷)将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度线，配制1.000 ml·L－1 NaOH溶液(×)
(4)(2018·全国卷Ⅱ)配制0.400 0 ml·L－1 的NaOH溶液：称取4.0 g 固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250 mL 容量瓶中定容(×)
(5)(2017·全国卷Ⅲ)配制浓度为0.010 ml·L－1的KMnO4溶液：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(×)
[提升2] (人教必修1·P18，6题改编)某同学用容量瓶配制溶液，加水时超过了刻度线，他(她)把水倒出一些，重新加水至刻度线。下列有关说法中不正确的是( )
A．所配溶液的浓度不变 B．所配溶液的浓度偏低
C．倒出的水中含有溶质 D．该操作错误，应重新配制
A [用容量瓶配制溶液，加水时超过了刻度线，倒出的水中含有溶质，引起溶质的损失，故所配溶液的浓度偏低，该操作错误，应重新配制溶液。]
[提升3] (1)(2020·全国卷Ⅰ，27题节选)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 ml·L－1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、________________(从下列图中选择，写出名称)。
(2)(2017·全国卷Ⅱ，28题节选)Na2SO3溶液常用作标准溶液滴定I2(2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋I2===2I－＋S4O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) )，但Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和___________________________；
蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。
解析 (1)配制0.10 ml·L－1 FeSO4溶液，用托盘天平称取FeSO4·7H2O晶体，放入烧杯中，用量筒量取一定体积的蒸馏水溶解，再转移到容量瓶中进行定容。
(2)一定物质的量浓度溶液的配制还需要容量瓶和量筒；加热可以除去溶液的氧气，避免实验结果不准确。
答案 (1)烧杯、量筒、托盘天平 (2)量筒、容量瓶 氧气
[提升4] 实验室需要配制0.50 ml·L－1NaCl溶液480 mL。按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验必需用到的仪器有：托盘天平(带砝码、最小砝码为5 g)、药匙、烧杯、________、______、________以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体________g。
(3)称量。
①天平调平之后，应将天平的游码调至某个位置，请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置；
②称量过程中NaCl晶体应放于天平的________(填“左盘”或“右盘”)。
③称量完毕，将药品倒入烧杯中。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，目的是__________________________
________________________________________________________________________。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用玻璃棒引流，需要洗涤烧杯2～3次是为了__________________________________________________________。
(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线______处，改用________加水，使溶液凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀、装瓶。
解析 配制480 mL 0.50 ml·L－1的NaCl溶液，必须用500 mL的容量瓶。m(NaCl)＝0.50 ml·L－1×0.5 L×58.5 g·ml－1≈14.6 g(托盘天平精确到0.1 g)。用托盘天平称量时，物品放在左盘。配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为计算→称量(或量取)→溶解(或稀释)、冷却→转移、洗涤→定容、摇匀→装瓶贴签。
答案 (1)500 mL容量瓶 胶头滴管 玻璃棒 (2)14.6
(3)①
②左盘 (4)搅拌，加速NaCl溶解 (5)保证溶质全部转入容量瓶中 (6)1～2 cm 胶头滴管
素养2 思维方法 一定物质的量浓度溶液配制中的误差分析
“思维方法”是思维的品质、方式和能力的综合，是个体高质量地解决生活实践或学习探索情境中的各种问题的基础。“思维方法”是认知加工的关键构件，是个体在信息时代所必须具备的核心认知品质，也是未来社会人才所需要的终身素养。
一定物质的量浓度配制的误差分析过程体现思维方法中的“科学思维”，要求能够根据对问题情境的分析，运用实证数据分析事物的内部结构和问题的内在联系，以抽象的概念来反映客观事物的本质特征和内在联系。
1．误差分析的基本方法
误差分析中变量是m或V，一般情况要固定其一，分析另一物理量的变化对溶液浓度的影响：
2．配制溶液过程中不当操作引起的误差
[提升5] 欲配制100 mL 1.0 ml·L－1 Na2SO4溶液，下列操作会使配得的溶液浓度偏小的是( )
A．容量瓶中原有少量蒸馏水
B．定容时，俯视容量瓶中液体的凹液面
C．称量Na2SO4固体时，药品和砝码的位置放反了(1 g以下用游码)
D．将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于少量水中，再配制成100 mL 溶液
C [定容时要加入蒸馏水，因此容量瓶中原有少量蒸馏水，所得溶液的浓度不变，A项错误；定容时，俯视容量瓶中液体的凹液面，定容结束时，液面低于刻度线，则所得溶液的浓度偏大，B项错误；称量Na2SO4固体时，物质与砝码位置放反了，且1 g以下用游码，则称取Na2SO4固体的质量减小，故所配得溶液的浓度偏小，C项正确；32.2 g Na2SO4·10H2O的物质的量为0.1 ml，溶于少量水中配成100 mL溶液，则有c(Na2SO4)＝0.1 ml/0.1 L＝1.0 ml·L－1，D项错误。]
[提升6] (2021·河南郑州检测)某学生配制了100 mL 1 ml·L－1的硫酸，然后对溶液浓度做精确测定，且测定过程中一切操作都正确，但测得溶液的物质的量浓度小于1 ml·L－1。则在配制过程中，下列操作可能导致溶液浓度偏低的是( )
①用量筒量取浓硫酸后，再用蒸馏水洗涤量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中；②将浓硫酸在烧杯中稀释，转移到100 mL的容量瓶中后，没有洗涤烧杯；③在转移过程中用玻璃棒引流，因操作不慎有少量溶液流到了容量瓶外面；④最后定容时，加水超过了刻度线，马上用胶头滴管吸去多余的水，使溶液凹液面最低处刚好与刻度线相切。
A．只有②③④ B．只有③④
C．只有①②③ D．①②③④
A [①用量筒量取浓硫酸，不需要用蒸馏水洗涤量筒，若洗涤且将洗涤液转移到容量瓶中，所取溶质H2SO4偏多，导致溶液浓度偏高，错误。②未洗涤烧杯，使溶质H2SO4损失，导致溶液浓度偏低，正确。③少量溶液流到容量瓶外面，使溶质H2SO4损失，导致溶液浓度偏低，正确。④加水超过了刻度线，马上用胶头滴管吸去多余的水，会损失H2SO4，导致溶液浓度偏低，正确。]
训练(三) 一定物质的量浓度溶液的配制
1．(2021·河北邯郸五校联考)下图配制450 mL 1.00 ml·L－1 NaOH溶液的示意图，下列说法正确的是( )
A．图①中应称得NaOH 18.0 g
B．未进行④和⑤的操作，所配溶液浓度将偏大
C．定容后把容量瓶倒置摇匀，发现液面低于刻度线不必再加水至刻度线
D．步骤②后应将溶液立即转移到容量瓶中，防止药品变质
C [选取500 mL 容量瓶配制NaOH溶液，称取NaOH固体的质量为0.5 L×1.00 ml/L×40 g/ml＝20.0 g，A项错误；④和⑤操作是洗涤及洗涤液转移到容量瓶中，未进行上述操作，所配溶液的浓度将偏小，B项错误；定容后将容量瓶倒置摇匀，溶液粘在刻度线以上瓶颈内壁上，液面会低于刻度线，待液体回流后液面会与刻度线相平，故不必加水，C项正确；NaOH固体溶于水放出热量的热，必须冷却至室温后才能转移到容量瓶中，D项错误。]
2．(2021·四川南充调研)实验需要950 mL 0.1 ml·L－1 NaCl溶液，下列有关配制过程操作正确的是( )
C [实验室没有950 mL容量瓶，应选择1 000 mL容量瓶配制NaCl溶液，A项错误；托盘天平的精确度为0.1 g，不能用托盘天平称取5.85 g NaCl，B项错误；称取的NaCl在烧杯中溶解后，转移到容量瓶中，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁，将洗涤液一并注入容量瓶中，C项正确；定容时，用烧杯加蒸馏水至刻度线1～2 cm处，再用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相平，D项错误。]
3．(2021·湖南常德检测)配制250 mL 0.10 ml/L的NaOH溶液时，下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是( )
A．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B．称量固体氢氧化钠时速度太慢
C．在容量瓶中定容时俯视刻度线
D．定容后把容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度，再补充几滴水至刻度
C [转移溶液后，未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容，损失溶质，则所配溶液的浓度偏小，A项错误；称量固体NaOH时，易吸收空气中水蒸气，称取NaOH的质量减小，则所得溶液的浓度偏小，B项错误；在容量瓶中定容时，俯视刻度线定容，完成后液面低于刻度线，所得溶液的浓度偏大，C项正确；定容后将容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度，再补充几滴水至刻度，待瓶颈内部的刻度线上方的液体回流后，液面会高于刻度线，所配溶液的浓度偏小，D项错误。]
4．(2021·山东聊城检测)草酸钠是一种还原剂，也常作为双齿配体。室温时，甲同学配制了100 g 10%的Na2C2O4溶液，乙同学配制了100 mL 1.0 ml·L－1的Na2C2O4溶液(密度为1.02 g·cm－3)。下列说法正确的是( )
A．甲同学所需溶质的质量大
B．两同学所配溶液的质量相同
C．两同学所需实验仪器相同
D．甲同学所配溶液的浓度比乙同学的小
D [甲所需溶质的质量为100 g×10%＝10 g，乙所需溶质的质量为0.1 L×1.0 ml/L×134 g/ml＝13.4 g，则乙同学所需溶质的质量大，A项错误；乙同学所配溶液的质量为100 mL×1.02 g/cm3＝102 g，则两同学所配溶液的质量不同，B项错误；乙需要100 mL 容量瓶，而甲同学则不需要，C项错误；甲同学所需Na2C2O4的物质的量约为0.075 ml，若溶液的密度为1 g/cm3，则所配溶液的浓度约为0.075 ml/0.1 L＝0.75 ml/L，故甲同学所配溶液的浓度比乙同学的小，D项正确。]
5．(2021·浙江金华十校联考)实验室需配制480 mL 0.1 ml·L－1 Na2CO3溶液，下列说法不正确的是( )
A．应用托盘天平称取Na2CO3·10H2O晶体14.3 g
B．配制操作必需的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500 mL容量瓶
C．采用加热来加快Na2CO3·10H2O晶体的溶解，需趁热迅速将溶液转移至容量瓶中
D．定容摇匀后发现溶液液面低于刻度线，不需要再滴加蒸馏水至刻度线
C [选取500 mL容量瓶配制溶液，称取Na2CO3·10H2O晶体的质量为0.5 L×0.1 ml/L×286 g/ml＝14.3 g，A项正确；结合配制溶液的操作步骤可知，所需玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500 mL容量瓶，B项正确；配制溶液时，要将溶解液冷却至室温再转移到容量瓶中，C项错误；定容摇匀后发现溶液液面低于刻度线，不需要滴加蒸馏水，待内壁沾有液体回流后，液面会与刻度线相平，D项正确。]
6．(2021·福建六校联考)下图是实验室硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是( )
A．配制稀硫酸定容时，俯视刻度线会造成所配溶液浓度偏高
B．取该硫酸1 mL与1 mL 水混合后，所得溶液的物质的量浓度为9.2 ml·L－1
C．将该硫酸配成1 ml·L－1 的稀硫酸480 mL 所需玻璃仪器只有：烧杯、500 mL 容量瓶、玻璃棒
D．1 ml Fe与足量的该硫酸反应产生1 ml 氢气
A [配制稀硫酸时，定容俯视刻度线，所得溶液的体积偏小，则溶液的浓度偏高，A项正确；该硫酸的密度为1.84 g/cm3、质量分数为98%，则有c(H2SO4)＝1 000ρw/M＝(1 000×1.84×98%)/98 ml·L－1＝18.4 ml·L－1，由于浓硫酸和水的密度不同，故取1 mL浓硫酸和1 mL水混合，所得溶液的浓度不是9.2 ml·L－1，B项错误；配制480 mL 1 ml·L－1 稀硫酸要选用500 mL容量瓶，缺少量取浓硫酸的量筒，C项错误；常温下，Fe在浓硫酸中发生钝化，不能产生大量H2，D项错误。]
7．(2021·陕西汉中检测)实验室需要配制0.1 ml·L－1 NaOH溶液 480 mL，按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整：
(1)选择仪器及用品。完成本实验所必需的仪器有：托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、_________、____________以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。称取NaOH固体的质量为________g。
(3)称量。所用砝码生锈，则所配溶液的浓度会______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)溶解、冷却。该步实验中需要使用玻璃棒，其目的是___________________。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用_________引流，需要洗涤烧杯及玻璃棒2～3次。
(6)定容、摇匀。
(7)在配制过程中，某同学观察定容时液面情况如图所示，所配溶液的浓度将会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析 (1)配制480 mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液，要选用500 mL容量瓶，最后定容时，距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水。
(2)按配制500 mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液计算：
m(NaOH)＝0.5 L×0.1 ml·L－1×40 g·ml－1＝2.0 g。
(3)称量时，所用砝码生锈，称得NaOH固体的质量偏大，则所配溶液的浓度偏高。
(4)溶解固体溶质时，用玻璃棒进行搅拌，加速固体的溶解。
(7)定容时，仰视刻度线，所配溶液的体积偏大，则所配溶液的浓度偏低。
答案 (1)500 mL容量瓶 胶头滴管 (2)2.0 (3)偏高 (4)搅拌、加速溶解 (5)玻璃棒 (7)偏低
仪器使用引起误差的不当操作
因变量
c/ml·L－1
m(溶质)
V(溶液)
托盘天平
①天平的砝码生锈或粘有固体
增大
不变
偏大
②称量易潮解的物质时间过长或用称量纸称易潮解的物质(如NaOH固体)
减小
不变
偏小
量筒
①量取液体时，仰视刻度线读数
增大
不变
偏大
②量取液体时，俯视刻度线读数
减小
不变
偏小
烧杯及玻璃棒
①搅拌时，部分液体溅出
减小
不变
偏小
②未洗涤烧杯和玻璃棒，或洗涤液未注入容量瓶中
减小
不变
偏小
容量瓶
①未冷却到室温便注入容量瓶定容
不变
减小
偏大
②从烧杯向容量瓶转移溶液时，有少量液体洒落
减小
不变
偏小
③定容时，加蒸馏水超过了刻度线，再用胶头滴管吸出多余液体
减小
不变
偏小
④定容后，轻轻振荡、摇匀、静置，液面下降再加蒸馏水
不变
增大
偏小
⑤定容时，俯视刻度线
不变
减小
偏大
⑥定容时，仰视刻度线
不变
增大
偏小
实验
操作
A
选用仪器
选用950 mL容量瓶，检查是否漏液，并用蒸馏水洗净，可不烘干
B
称取溶质
用托盘天平精确称取5.85 g NaCl，右盘放砝码，左盘加NaCl
C
洗涤
用少量蒸馏水洗涤溶解NaCl的烧杯内壁，并将洗涤液注入容量瓶
D
定容
定容时眼睛平视刻度，用烧杯加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相平
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