“一定物质的量浓度溶液配制”教学中需关注的几个问题

徐 惠

（江苏省苏州中学 江苏 苏州 215007）

“配制一定物质的量浓度溶液”是高中化学课程的基本实验技能，也是定量研究方法的基础。而定量实验对于培养学生的严谨科学态度和科学方法尤为重要。正是因为如此，“物质的量浓度溶液配制”的教学一直是高中化学的重点之一。尽管教师们十分重视该部分内容的教授，在实际教学过程中却难免有些关注不够的细节。现讨论实践教学中所注意与思考的几个问题。

一、配制一定物质的量浓度的溶液是否一定需要容量瓶

在现实教学中，很多老师一提到“配制一定物质的量浓度溶液”的仪器，立即就提到容量瓶，那容量瓶是否为配制一定物质的量浓度溶液的必要仪器呢?2003年江苏省高考化学试题第19题给了我们很多启发。

该题原文为：要配制浓度约为2mol·L-1NaOH溶液100mL，下面的操作正确的____。

A.称取8g NaOH固体，放入250mL烧杯中，用100mL量筒量取100mL蒸馏水，加入烧杯中，同时不断搅拌至固体溶解

B.称取8g NaOH固体，放入100mL量筒中，边搅拌，边慢慢加入蒸馏水，待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100mL

C.称取8g NaOH固体，放入100mL容量瓶中，加入适量蒸馏水，振荡容量瓶使固体溶解，再加入水到刻度，盖好瓶塞，反复摇匀

D.用100mL量筒量取40mL 5mol·L-1NaOH溶液，倒入250mL烧杯中，再用同一量筒取60mL蒸馏水，不断搅拌下，慢慢倒入烧杯中

该题的正确答案为AD，此题AD两个选项中溶液的配制均未使用到容量瓶，也就是说配制一定物质的量浓度溶液未必一定需要使用容量瓶。

事实上根据化学实验准确度要求的不同，所需要溶液的精度也不同。溶液的配制也分为粗略配制与精确配制两大类。在上述江苏高考题中，题干明确说明配制约为2mol·L-1NaOH溶液。从有效数字看，该配制精度要求只需1位有效数字，且为大约的浓度，利用AD两题支中的方法完全可以粗配到符合要求的溶液。

容量瓶作为一种较为精密的化学定量仪器，50mL的容量瓶量，其量取溶液的精密度为50.00mL。该仪器一般只适用于溶液的精配，粗略配制溶液时使用容量瓶有杀鸡用牛刀之嫌疑。

因而，笔者认为教师在教授一定物质的量浓度溶液配制时需明确配制的要求与目标，而不应将溶液的配制一味“精确化”，根据实际要求，按需配制才是最符合科学研究需要的。且一定物质的量浓度溶液的配制的教学也应围绕物质的量浓度的基本定义，从c=n/V的基本公式出发，让学生理解物质的量浓度概念的核心是单位体积溶液中溶质的物质的量，配制时能确定溶液的体积与溶质的物质的量是确定溶液浓度的关键。确定溶液体积的仪器并非仅有容量瓶一种，容量瓶作为一种重要的定量实验仪器，应让学生从本质理解容量瓶使用的范围。

二、是否什么物质都能精确配制

2008年江苏高考化学试题第9题为“下列操作不能达到目的的是”，其中B选项为 “准确称取0.4000g的NaOH固体配成1000mL浓度为 0.01000 mol·L-1的溶液”。该选项的出现曾经引起很多争议，仅从字面看，电光分析天平可以准确称量0.4000g的固体，若配制成1000mL溶液，其浓度为0.01000 mol·L-1。但此选项却为符合题意的“不能达到目的”的实验操作。究其原因，并非所有物质都能精确配制，只有符合“基准物质”要求的物质才能准确配制。所谓基准物质必须“（1）在空气中稳定：不吸湿、不挥发、不与空气中物质反应、受热不易分解；（2）纯度较高；（3）实际组成与化学式完全符含；（4）具有较大的摩尔质量便于减少称量误差”［1］。对照上述要求，NaOH由于其在空气中易于吸收CO2和水分等，应不适合用作基准物，因而不能精配。在中学，与NaOH类似不适合用作基准物的还有浓硫酸、盐酸等，而NaCl、Na2CO3却可用作基准物选用。

鉴于以上分析，教师在教授一定物质的量溶液配制时，应讲授清楚“精配”适用的范围，正确选择精配基准物，以免给学生造成什么物质都能精配的错误印象。事实上，在实际生产与研究中，诸如NaOH、硫酸等不能精确配制的物质，即使采用精密的仪器，要配制所谓的0.0001 mol·L-1等精确浓度也是完全达不到的，这些物质一般均采用先粗略配制，再采用基准物进行滴定标定的方法获得其准确浓度。

三、配制一定物质的量溶度溶液对仪器精度有怎样的要求

前文论述中已知溶液的配制分精配与粗配，因而不同的配制精度要求应采用不同的仪器。

在苏教版必修1教材“溶液配制与分析”一节中所举配制案例为“配制 100mL 0.100mol·L-1Na2CO3”［3］。 按照精度要求以及有效数字法则，所需要的Na2CO3的质量应为 0.100L×0.100 mol·L-1×106g/mol=1.06g。 普通托盘天平只能达到0.1g的精度，此处应选用电子天平才能达到要求。同样人教版必修1的教材中所选用案例为“配制100mL 1.00 mol·L-1NaCl溶液”，此处若符合精度要求则所需NaCl质量为5.85g，一般学校采用的托盘天平不能选用。人教版教材在此处加标注说明“考虑到学校实际情况可采用托盘天平代替”。笔者认为，采用托盘天平近似称量药品实际上是完全失去了精确配制的意义，同时也会对学生的“精度”概念产生不利影响。教师在教授此处内容时可采取适当变通的做法，如将配制浓度改为2.00 mol·L-1，则此时所需要的 NaCl质量为 0.100 L×2.00 mol·L-1×58.5 g/mol=11.7g［4］此刻托盘天盘完全能达到精度要求，且教师在讲授配制精度时也丝毫不会被动。

与精度相关的仪器还有量筒、滴定管和移液管，量筒的精度为0.1mL，滴定管、移液管的精度为0.01mL。若遇到稀释浓溶液配制稀溶液的情况，采用容量瓶精确配制时考虑到精度的匹配问题，量筒不宜作为量取浓溶液的仪器，而应采用移液管或滴定管。

当然，我们也需避免另一种倾向，即过度追求仪器精度，只有按配制要求合理选取适合要求的称量仪器才是科学可取的。

四、精确配制溶液时不能忽视溶液定容前的“振荡”

很多教师在描述溶液配制的基本步骤时基本均包括“计算、称量、溶解、转移、洗涤、转移、定容、摇匀”。 该“标准”流程中忽略了一个对所配制溶液浓度有很大影响的步骤——溶液在定容前的“振荡”。为何此步骤不能忽视？

以配制 100mL 1.00 mol·L-1NaCl溶液为例，按照“标准”程序，定容前容量瓶中溶液从下往上应为最浓的NaCl溶液、洗涤后稍稀的NaCl溶液、后加的水。由于不同浓度溶液的分子间隙不同，尽管此刻溶液中总体积为100mL当容量瓶中溶液均匀混合后其体积会小于100mL。

笔者以如下实验说明情况：首先将20mL mol·L-1NaCl溶液与80mL水按顺序注入容量瓶振荡摇匀后静置，记下液面标记线1。洗净该容瓶将50mL 2 mol·L-1NaCl与50mL水按顺序注入容量瓶，摇匀溶液后静置记下标记线2。可以发现5mol/L NaCl与水混合的溶液液面下降较多，两条标记线相差约1cm左右，即体积约1mL左右，体积相对误差率达到1%。因而笔者认为在定容前将容量瓶内溶液振荡混合后再定容可以大大减小配制误差率。实验室精确配置一定物质的量浓度溶液的标准流程应修订为“计算、称量、溶解、转移、洗涤、转移、振荡、定容、摇匀”。其实关于“振荡”的操作苏教版教材有所提及［3］，未能引起教师的关注确实是一个遗憾。

以上四个问题，是“一定物质的量浓度溶液配制”教学中常被忽视的几个小问题。但科学向来严谨，教师在教授看似简单的基本内容时，应尽量做到细致到位，以呈现知识应有的严密与精确。

［1］ 华东师范大学等编.分析化学［M］.北京：高等教育出版社，2004：78

［2］ 文庆城，高誉，岑春月.“配制一定物质的量浓度的溶液”在三版本新课程教科书中的编排比较［J］.中学化学教学参考，2009，（4）：42-43

［3］ 王祖浩.化学必修 1［M］.南京：江苏教育出版社，2006：23

［4］ 谢丹敏，吴振华.对比创新整合—对“一定物质的量浓度溶液配制”的研究［J］.中小学教学研究，2007，（12） ：22-23