实验活动5：一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制

一、实验目的在化学实验与科学研究中，精确配制一定溶质质量分数的溶液是一项基础且至关重要的操作技能。本次实验活动旨在让操作者熟练掌握固体溶质溶解配制溶液的基本流程，深刻理解溶质质量分数的概念及其在溶液配制中的核心应用。通过亲自动手操作，不仅能规范称量、量取、溶解等基本实验操作，还能培养严谨细致的实验态度与分析问题、解决问题的能力，为后续更复杂的化学实验打下坚实基础。二、实验原理溶液由溶质和溶剂组成。溶质质量分数是溶液组成的一种常用表示方法，它指的是溶质质量与溶液质量之比，通常用百分数来表示。其数学表达式为：溶质质量分数(ω)=(溶质质量(m_质)/溶液质量(m_液))×100%由于溶液质量等于溶质质量与溶剂质量之和(m_液=m_质+m_剂)，在已知所需配制溶液的溶质质量分数和溶液总质量（或体积，需结合密度换算）的情况下，我们可以通过上述公式变形，计算出所需溶质的质量和溶剂的质量（对于水作为溶剂，其密度近似为1g/mL，质量可通过体积直接换算）。例如，若要配制一定质量分数的氯化钠溶液，我们需先计算出所需氯化钠固体的质量和水的体积，然后通过称量、量取、溶解等步骤完成配制。三、实验用品（一）仪器托盘天平（附砝码）、药匙、烧杯（若干，根据配制体积选择合适规格）、量筒（根据所需水量选择合适量程）、胶头滴管、玻璃棒、试剂瓶（洁净，用于盛放配制好的溶液）、标签纸。（二）药品氯化钠固体（分析纯或化学纯）、蒸馏水（或去离子水）。四、实验步骤（一）计算：确定所需溶质与溶剂的量首先，根据实验要求的溶质质量分数（例如，配制溶质质量分数为某个值的氯化钠溶液）和计划配制的溶液总质量（或体积，若给出体积需根据溶液密度计算质量，但初中阶段常简化为直接配制一定质量的溶液，或对于水溶液，溶剂体积近似等于溶液体积），精确计算所需氯化钠固体的质量和蒸馏水的体积。例如，若要配制50g溶质质量分数为6%的氯化钠溶液：所需氯化钠的质量=50g×6%=3g所需水的质量=50g-3g=47g由于水的密度约为1g/mL，故所需水的体积为47mL。（二）称量：准确称取氯化钠固体1.将托盘天平放置在水平实验台上，游码归零，调节天平两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中央，确保天平平衡。2.在天平的两个托盘上各放一张大小相同、洁净的称量纸（若氯化钠易潮解或有腐蚀性，则应放在玻璃器皿如小烧杯中称量）。3.用药匙取氯化钠固体，小心地添加到左盘称量纸上，同时右手轻移游码，直至天平平衡，称取所需质量的氯化钠固体。注意“左物右码”的原则，若称量时误用了“左码右物”且使用了游码，则实际称取的溶质质量会偏小。4.将称好的氯化钠固体倒入一个洁净的烧杯中，注意不要让固体洒落在烧杯外。（三）量取：精确量取所需蒸馏水1.根据计算得到的蒸馏水体积，选择合适量程的量筒。所选量筒的量程应略大于且最接近所需量取液体的体积，以减小误差。例如，量取47mL水，应选用50mL量筒。2.手持量筒，使量筒倾斜，将蒸馏水从细口试剂瓶中缓缓倒入量筒中。接近所需体积时，停止倾倒。3.将量筒放在水平桌面上，改用胶头滴管滴加蒸馏水。滴加时，胶头滴管应垂直悬空于量筒口正上方，逐滴加入，同时眼睛平视量筒内凹液面的最低处，直至凹液面的最低处与所需刻度线相切。（四）溶解：将溶质与溶剂混合均匀1.将量筒内量取好的蒸馏水小心地倒入盛有氯化钠固体的烧杯中。倾倒时，量筒口应紧贴烧杯内壁，防止液体溅出。2.用洁净的玻璃棒轻轻搅拌烧杯内的混合物，搅拌时玻璃棒不要触碰烧杯内壁和底部，以免损坏烧杯。搅拌的目的是加速氯化钠固体的溶解，并使溶液混合均匀。3.观察到氯化钠固体完全溶解，烧杯内形成均一、稳定的透明溶液，溶解过程即完成。（五）装瓶贴签：保存配制好的溶液1.将配制好的氯化钠溶液，通过玻璃棒引流（或直接小心倾倒，注意烧杯口紧贴试剂瓶口），转移到洁净、干燥的试剂瓶中。2.立即用蒸馏水清洗烧杯和玻璃棒2-3次，并将洗涤液也一并倒入试剂瓶中，确保溶质全部转移。3.盖紧试剂瓶的瓶塞，防止溶液挥发或被污染。4.在试剂瓶的标签纸上清晰、规范地书写溶液的名称（如“氯化钠溶液”）和溶质质量分数（如“6%”），并粘贴在试剂瓶的瓶颈处。5.将配制好的溶液按要求放置在指定位置。五、实验注意事项1.天平使用规范：称量前务必调平；称量时遵循“左物右码”；取用砝码需用镊子，不能用手直接拿取；称量完毕，及时将砝码放回砝码盒，游码归零。2.量筒使用要点：量筒仅用于量取液体体积，不可用于溶解固体、稀释溶液或进行化学反应。读数时视线必须与量筒内液体凹液面的最低处保持水平，俯视读数会导致量取液体体积偏小，仰视则偏大。3.胶头滴管使用：胶头滴管使用后应立即洗净，以备再用。滴加液体时，切忌伸入容器内或接触容器内壁，以免污染试剂。4.溶解操作：搅拌时玻璃棒的作用是加速溶解，不可用力过猛，以免损坏仪器。若固体溶解过程中有明显的热效应，需注意溶液温度变化对仪器的影响（本实验氯化钠溶解热效应不明显）。5.误差分析意识：操作中应尽量避免可能导致误差的行为。例如，氯化钠固体洒出会导致溶质质量偏小，所配溶液溶质质量分数偏低；量取水时仰视读数会导致水量偏多，溶质质量分数偏低；溶解后溶液未冷却至室温就转移到试剂瓶（若溶液热胀冷缩明显），可能会影响最终体积，但初中阶段对此要求不高。6.实验习惯养成：实验结束后，及时清洗所用仪器，并将其放回原处。整理实验台，保持整洁。六、问题与讨论1.误差分析探讨：若在称量氯化钠时，天平指针略向右偏，此时应如何操作？（提示：添加氯化钠固体直至平衡）。若不慎将少量氯化钠洒落在烧杯外，会对所配溶液的溶质质量分数产生何种影响？（提示：溶质减少，质量分数偏小）。量取水时，若俯视量筒刻度线，会导致溶质质量分数偏大还是偏小？（提示：水量偏少，质量分数偏大）。2.操作顺序思考：能否将氯化钠固体直接放入量筒中溶解？为什么？（提示：不能，量筒不能用于溶解，且固体溶解可能放热或损坏量筒精度）。3.溶液的均一性：配制好的氯化钠溶液，其上部、中部和下部的溶质质量分数是否相同？为什么？（提示：相同，溶液具有均一性）。4.实验改进建议：如果需要配制更大量或更高精度的溶液，现有仪器是否足够？可能需要哪些更精密的仪器？（提示：如分析天平、容量瓶等）。七、拓展思考本次实验配制的是固体溶质的水溶液。那么，对于液体溶质（如浓硫酸稀释配制稀硫酸），其配制步骤与固体溶质的配制有何异同？在操作上又有哪些特别需要注意的地方？（提示：液体溶质通常用量筒量取体积，而非称量质量；浓硫酸稀释时需“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅”）。通