任务三　常用酸、碱、盐溶液的配制

案例分析

不论在实践应用中，还是在实验室，经常要用到不同浓度的酸、碱、盐溶液，因此，学会配制溶液，是应该掌握的重要技能之一。

一、配制方法

一般溶液的配制方法有以下三种。

1.直接水溶法

适用于易溶于水而不易水解的固体试剂，如KNO3、NaCl、ZnO、K2Cr2O7、邻苯二甲酸氢钾等的配制。

先算出所需固体试剂的量，用台秤或分析天平称出所需量，放入烧杯中，加少量蒸馏水使其溶解后，再稀释至所需的体积。

2.介质水溶法

对易水解的固体试剂如FeCl3、SbCl3、BiCl3、SnCl2、Na2S等的配制，常采用介质水溶法。

称取一定量的固体，加入适量的相应酸（或碱）使之溶解。再以蒸馏水稀释至所需体积，摇匀后转入试剂瓶中。

水中溶解度较小的固体试剂如固体I2，可选用KI水溶液溶解，摇匀后转入试剂瓶中。

3.稀释法

对于液态试剂，如盐酸、硫酸和乙酸等的配制，常采用稀释法。

配制其稀溶液时，用量筒量取所需浓溶液的量，再用适量的蒸馏水稀释。

二、配制步骤

配制溶液的一般步骤是：计算溶质的质量、称量、溶解、转移、定容、装瓶、贴标签。如图1-20所示。

【项目1】常用酸、碱、盐溶液的配制

一、目的要求

1.能掌握溶液的质量分数、体积分数、物质的量浓度的概念和计算方法。

2.能掌握一些常见酸、碱、盐溶液的配制方法和基本操作。

二、基本原理

溶液的配制是化学实验的基本操作之一。在配制溶液时，首先应根据所需配制溶液的浓度、体积，计算出溶质和溶剂的用量。在用固体物质配制溶液时，如果物质含结晶水，则应将结晶水计算进去。稀释浓溶液时，应根据稀释前后溶质的物质的量不变的原则，计算出所需浓溶液的体积，然后加水稀释。稀释浓硫酸时，应将浓硫酸慢慢注入水中，切不可将水注入浓硫酸中。

在配制溶液时，应根据配制要求选择所用仪器。如果对溶液浓度的准确度要求不高，可用托盘天平、量筒等仪器进行配制；若要求溶液的浓度比较准确，则应用分析天平、移液管、容量瓶等仪器进行配制。

常用溶液浓度的表示方法有质量分数、体积分数和物质的量浓度等。而在以后的实验中最常用的是物质的量浓度，下面将重点介绍物质的量浓度溶液的配制计算方法。

1.物质的量浓度溶液的配制计算

（1）用固体溶质配制　计算公式：

式中　mB——应称取物质B的质量，g；

cB——物质B的物质的量浓度，mol·L-1；

V——欲配溶液的体积，mL；

MB——物质B的摩尔质量，g·mol-1。

（2）用液体溶质配制　计算时先由上面公式计算出应称取溶质B的质量，再由下式计算出应量取液体溶质的体积。

式中　VB——应量取液体溶质B的体积，mL；

ρ——溶质的密度，g·mL-1；

w——溶质的质量分数。

2.质量分数

以溶质的质量占全部溶液的质量的百分比来表示的浓度。

3.体积分数

（1）质量体积分数（m/V）　以100mL溶剂中所含溶质的质量（g）表示的浓度。

（2）体积分数（V/V）以100mL溶液中含有液体溶质的体积（mL）表示的浓度。

三、试剂与仪器

1.试剂

（1）浓盐酸　　　500mL

（2）氢氧化钠　　100g

（3）重铬酸钾　　100g

2.仪器

（1）量筒　　　10mL×1

（2）烧杯　　　100mL×1　500mL×1

（3）试剂瓶　　500mL×2

（4）容量瓶　　250mL×1

（5）洗瓶　　　1只

（6）称量瓶　　1只

（7）表面皿　　2个

（8）托盘天平　1台

（9）分析天平　1台

四、配制方法

在配制溶液之前，应计算出所需试剂的用量后再进行配制。具体溶液配制方法如下。

1.粗略配制

（1）计算固体试剂的质量或液体试剂的体积。

（2）用托盘天平称量固体试剂或用量筒量取液体试剂。

（3）在烧杯中溶解，并稀释至刻度或直接稀释至刻度。

2.精确配制

（1）计算固体试剂的质量或液体试剂的体积。

（2）用分析天平称量固体试剂或用吸量管量取液体试剂。

（3）若为固体试剂，则要在烧杯中用少量水溶解，并转移至容量瓶中，并用少量蒸馏水洗涤烧杯2～3次，冲洗液也移入容量瓶中。若为液体试剂，则直接将吸量管内的液体放至容量瓶中。

（4）加蒸馏水至容量瓶体积2/3时平摇，继续加蒸馏水至刻度线，摇匀。

五、基本操作

（1）固体试剂的取用

①用干净、干燥的药匙取试剂，应专匙专用。

②注意不要超过指定用量取药，多取不能放回原处。

③取一定量固体试剂，可在称量纸上称量。腐蚀性或易潮解的固体应放在表面皿上或玻璃容器内称量。

（2）液体试剂的取用

①从滴瓶中取用试剂，不能将滴管伸入所用容器，滴管不能横放或管口向上倾斜。

②从细口瓶中取试剂，用倾注法。瓶盖倒放，标签向手心。加入烧杯中要用玻璃棒引流。倒入试管中的量不超过其容积的1/3。

注意

①称量时尽量要精确，减小误差；②转移时不要溅出溶液，否则会导致浓度偏低。

六、常见酸、碱、盐溶液的配制

1.粗略配制500mLc（HCl）=0.1mol·L-1盐酸溶液

（1）计算　求出配制500mL0.1mol·L-1盐酸溶液所需浓盐酸（约12mol·L-1）的体积约为4.3mL，因浓盐酸具有挥发性，所以配制盐酸溶液时应适量多取一点（如4.5mL）。

（2）配制　将小量筒量取的4.5mL浓盐酸，倒入500mL的烧杯中，加入200mL蒸馏水后再稀释至500mL，移入试剂瓶中，摇匀并贴上标签。

2.粗略配制500mLc（NaOH）=0.1mol·L-1NaOH溶液

（1）计算　求出配制500mLc（NaOH）=0.1mol·L-1NaOH溶液所需NaOH的量为2g。

（2）配制　在托盘天平上用表面皿迅速称取2g的NaOH固体于小烧杯中，用一定量的蒸馏水溶解，转移到500mL试剂瓶中，加水稀释到500mL，用胶塞盖紧，摇匀，贴上标签。

3.精确配制250mL0.1mol·L-1标准溶液

（1）计算　求算出所需K2Cr2O7的质量为1.2～1.4g。

（2）配制　在分析天平上称取K2Cr2O71.2～1.4g，放于小烧杯中，加少量的水，加热溶解，定量转入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，计算其准确浓度。

七、思考题

1.是不是所有的溶液配制称量时都要用分析天平？

2.配制HCl溶液时，量取浓盐酸的体积是如何计算的？

3.溶液配制好以后应怎样正确储藏？

思考与习题

任务一

1.有下列四组量子数，指出哪些组合不可能存在，说明理由。

（1）（3，2，2，+）

（2）（3，0，-1，-）（3，0，-1，）

（3）（2，2，2，2）

（4）（1，0，0，0）

2.对于多电子原子，比较下列四组给定量子数的轨道能量高低。

（1）n=3　l=0　m=0　ms=+

（2）n=3　l=2　m=-2　

（3）n=1　l=0　m=0　ms=-

（4）n=2　l=1　m=1　ms=-

3.试分别写出27号元素Co的核外电子排布式和Co原子、Co2+的价电子构型，并指出元素Co在周期表中所属的周期、族和分区。

4.根据S与O的电负性差别，H2O与H2S相比，哪个有较强氢键？

5.根据杂化轨道理论推测下列分子的杂化类型及空间结构，是极性分子还是非极性分子？

SiF4　BeCl2　PCl3　SiHCl3　BBr3

6.判断下列各组分子之间存在什么形式的作用力。

（1）苯和CCl4

（2）氦和水

（3）CO2气体

（4）氟化氢和水

（5）HBr气体

7.分子间氢键和分子内氢键对化合物熔、沸点有什么影响？举例并解释其原因。

任务二

1.已知HCl溶液的浓度c（HCl）为6.078mol·L-1，密度（ρ）为1.096g·mL-1。试用：（1）质量分数；（2）摩尔分数；（3）HCl的质量摩尔浓度分别表示该溶液的组成。

2.请比较拉乌尔定律与亨利定律的关系。

3.将合成氨的原料气通过水洗塔除去其中的二氧化碳气体。已知气体混合物中含有28％（体积分数）二氧化碳，水洗塔的操作压力为1013.25kPa，操作温度为293K。计算此条件下，每千克水能吸收多少二氧化碳？（已知293K时亨利常数kx为143.8×103kPa）

4.若干克M=400g·mol-1的不挥发的有机物溶于180g水中，测得该溶液在101.3kPa时沸点为100.468℃（水的Kf=1.87K·kg·mol-1，Kb=0.52K·kg·mol-1，60℃时水的饱和蒸气压为19.91kPa，水的摩尔质量为0.018kg·mol-1）。该题中水的凝固点取273.15K。

求：（1）溶液中该有机物的质量为多少克？

（2）该溶液在101.3kPa的凝固点为多少？

（3）该溶液在60℃时的蒸气压为多少？

5.在291K下HCl（g）溶于苯中达到平衡，气相中HCl的分压为101.325kPa时，溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。已知291K时苯的饱和蒸气压为10.0kPa。若291K时HCl和苯的蒸气总压为101.325kPa，求100g苯中溶解多少克HCl？（提示：溶剂服从拉乌尔定律，溶质服从亨利定律，溶液的总压等于溶剂和溶质的蒸气压总和）

6.在100g苯中加入13.76g联苯（C6H5C6H5）所形成溶液的沸点为82.4℃。已知纯苯的沸点为80.1℃。求苯的沸点升高常数。

7.90gH2O（A）中溶解某物质（B）2g，测得溶液的沸点升高0.0333K，求溶质B的摩尔质量MB。已知Kb=0.52K·kg·mol-1。

8.在298K时，空气中氧的摩尔分数约为0.21，试计算298K温度下1dm3水中溶解的氧气体积。已知298K时，氧气的kx=4.40×106kPa。