化学溶液配制实验操作教案

化学溶液配制实验操作教案一、课程名称化学溶液配制基础操作二、适用对象化学及相关专业本科低年级学生，或具备基础化学知识的实验初学者。三、实验学时若干学时（可根据实际教学安排及学生掌握情况调整）四、实验目的通过本次实验，学生应能深入理解溶液配制的基本原理，熟练掌握常用玻璃仪器的规范操作，准确配制一定浓度的溶液，并树立严谨的实验态度与良好的安全意识。具体目标如下：1.深刻理解物质的量浓度、质量分数等基本概念及其数学表达。2.熟练掌握电子天平的精准称量操作。3.熟练掌握移液管、容量瓶等精密量器的正确使用方法。4.掌握由固体溶质配制一定浓度溶液的完整流程与操作技巧。5.掌握由浓溶液稀释配制稀溶液的原理与操作要点。6.培养规范记录实验数据、正确处理实验结果的能力。7.强化实验安全意识，养成良好的实验习惯。五、实验原理溶液是由溶质和溶剂组成的均匀混合物。在化学实验中，常常需要精确配制一定浓度的溶液。浓度的表示方法多样，本实验主要涉及物质的量浓度（c）。物质的量浓度定义为单位体积溶液中所含溶质B的物质的量（n_B），其数学表达式为：c_B=n_B/V式中，c_B的常用单位为mol·L^-1，n_B的单位为mol，V为溶液的体积，单位为L。若溶质为固体，则需先计算所需固体溶质的质量（m）：m=n_B×M_B=c_B×V×M_B其中，M_B为溶质B的摩尔质量，单位为g·mol^-1。若由浓溶液稀释配制稀溶液，根据稀释前后溶质的物质的量不变的原理（稀释定律）：c_浓×V_浓=c_稀×V_稀据此可计算所需浓溶液的体积（V_浓）。溶液配制的关键在于准确称量溶质的量和精确控制溶液的最终体积。六、主要仪器与试剂1.仪器：电子天平（精度0.1mg或0.1g，根据需求选择）、烧杯（若干不同规格）、玻璃棒、容量瓶（若干常用规格）、移液管（若干常用规格）或吸量管、洗耳球、量筒（粗量用）、试剂瓶（广口、细口，根据溶质性质选择）、滴管、表面皿、称量纸或小烧杯（称量用）。2.试剂：*固体溶质：分析纯试剂（如氯化钠、硫酸铜等）。*液体溶质/浓溶液：分析纯试剂（如浓盐酸、浓硫酸等）。*溶剂：蒸馏水或去离子水。七、实验内容与步骤（一）由固体溶质配制一定物质的量浓度的溶液以配制特定体积、特定浓度的氯化钠溶液为例。1.计算：根据所需溶液的浓度和体积，精确计算所需氯化钠固体的质量。2.称量：*检查电子天平是否水平，开机预热。*将洁净的称量纸（或小烧杯）置于天平称量盘中央，去皮（归零）。*用药匙小心取氯化钠固体，缓慢加入称量纸（或小烧杯）中，直至天平显示所需质量。注意“少量多次”原则，避免过量。若不慎过量，不可将多余药品倒回原试剂瓶，应放入指定回收容器。3.溶解：将称量好的氯化钠固体小心转移至洁净的烧杯中。用量筒量取适量（约为所配溶液体积的1/3至1/2）蒸馏水倒入烧杯，用玻璃棒轻轻搅拌，直至固体完全溶解。搅拌时玻璃棒不要触及烧杯内壁和底部，避免发出尖锐声响和损坏烧杯。4.转移与洗涤：*将烧杯中的溶液沿玻璃棒小心引流至相应规格的容量瓶中。注意玻璃棒的下端应靠在容量瓶瓶颈内壁刻度线以下处。*用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次，每次洗涤液均需沿玻璃棒小心转入容量瓶中，确保溶质全部转移。此操作称为“洗涤”，目的是减少溶质损失。5.定容：*向容量瓶中继续加入蒸馏水，直至液面接近刻度线下方1-2厘米处。*改用胶头滴管逐滴加入蒸馏水，同时眼睛平视容量瓶刻度线，使凹液面的最低点恰好与刻度线相切。6.摇匀：盖紧容量瓶瓶塞，一手食指按住瓶塞，另一手托住容量瓶底部，将容量瓶倒置、振荡，然后正立，如此反复数次，使溶液充分混匀。注意摇匀后液面可能会低于刻度线，这是正常现象，切勿再添加蒸馏水。7.装瓶与贴签：将配制好的溶液转移至洁净、干燥的试剂瓶中。立即贴上标签，注明溶液名称、浓度、配制日期及配制人。（二）由浓溶液稀释配制一定物质的量浓度的溶液以配制特定体积、特定浓度的盐酸溶液为例。1.计算：根据稀释定律，计算所需浓盐酸的体积。注意浓盐酸为挥发性酸，其实际浓度可能与标签所示有微小差异，计算时以标签标注的密度和质量分数为准（需自行换算为物质的量浓度）。2.量取：*根据计算所得体积，选择合适规格的移液管。若体积不是移液管的标称体积，可选用相应量程的吸量管。*用待量取的浓盐酸润洗移液管（或吸量管）2-3次，润洗液应从尖嘴处放出至废液缸。*用洗耳球吸取浓盐酸至刻度线以上，迅速用食指按住管口，然后轻轻转动移液管，使液面缓慢下降至凹液面最低点与刻度线相切。*将移液管垂直插入洁净烧杯中，管尖靠烧杯内壁，松开食指，让溶液自然流出。待溶液流尽后，停留约15秒，取出移液管。注意：移液管尖端残留的少量溶液，除非管壁上注明“吹”字，否则不应吹入烧杯。3.稀释：若浓溶液稀释时放热（如浓硫酸、浓氢氧化钠），必须将浓溶液缓慢沿烧杯壁倒入盛有适量蒸馏水的烧杯中，并不断用玻璃棒搅拌散热，切不可将水倒入浓溶液中！对于稀释时放热不明显的溶液（如浓盐酸），也建议将浓溶液加入水中。4.后续操作：同“由固体溶质配制溶液”中的“转移与洗涤”、“定容”、“摇匀”、“装瓶与贴签”步骤。八、数据记录与处理1.数据记录：清晰、准确地记录以下数据：*所称量固体溶质的质量（精确至天平可读数位）。*所量取浓溶液的体积（精确至移液管/吸量管可读数位）。*所配制溶液的最终体积（容量瓶的标称体积）。2.数据处理：*根据实际称量的固体质量或实际量取的浓溶液体积，重新计算所配溶液的准确浓度（保留合理有效数字）。*若为多次平行实验，计算平均值及相对平均偏差。九、注意事项与安全提示1.仪器使用：*容量瓶不可用于溶解固体或稀释浓溶液，也不可长期存放溶液。*移液管、容量瓶等精密量器，使用前需检查是否完好（如瓶塞是否匹配、有无裂痕）。*所有玻璃仪器使用前均需洗净，必要时需用待装溶液润洗（如移液管、吸量管）。2.操作规范：*称量时，药品不能直接置于天平盘上，易潮解或腐蚀性药品应放在玻璃容器内称量。*溶解固体时，若溶解过程放热，应待溶液冷却至室温后再转移至容量瓶，以免因热胀冷缩导致体积不准。*定容时，视线、刻度线与凹液面最低点必须保持水平。3.安全第一：*实验前务必熟悉所用试剂的安全技术说明书（SDS/MSDS），了解其毒性、腐蚀性、易燃性等。*取用浓酸、浓碱等腐蚀性试剂时，务必戴上防护手套和护目镜。如不慎溅到皮肤或衣物上，应立即用大量水冲洗，并视情况报告老师或就医。*实验台面应保持整洁，实验废弃物需分类倒入指定容器。*不得在实验区域饮食、饮水。十、思考题1.为什么在转移溶液至容量瓶时，需要用玻璃棒引流？2.定容摇匀后，发现液面低于刻度线，能否再补加蒸馏水？为什么？3.用移液管量取液体时，若俯视或仰视刻度线，会对所量取液体体积产生何种影响？进而对所配溶液浓度有何影响？4.若要配制0.1mol·L^-1的NaOH溶液，能否直接在纸上称量NaOH固体？为什么？应如何操作？5.稀释浓硫酸时，为什么必须将浓硫酸缓缓倒入水中，而不能将水倒入浓硫酸中？十一、实验报告要求1.实验报告应包含实验名称、实验日期、实验地点、实验者、同组实验者（若有）、指导教师等基本信息。2.简述实验目的和主要原理。3.列出所用主要仪器和试剂。4.详细描述实验步骤（可结合流程图）。5.完整记录实验数据，并进行数据处理