实验：配制标准溶液

标准溶液是浓度已知且准确的溶液，正确地配制它是中四酸、碱与盐一章的核心实验技能。它也是滴定的起点，所以在这里把每一步都做对，日后会得到回报。

本指南按评分方案所期望的方式列出方法，然后处理实验试卷所看重的科学过程技能。我们的老师在一对一课堂里使用的就是这一套顺序，因为每一步都消除一个常见的误差来源。

目的

用容量瓶配制一份浓度已知的标准溶液，例如碳酸钠溶液，使固定体积溶液中所含溶质的摩尔数准确已知。

仪器与材料

• 容量瓶（例如带单一刻度线的 250 cm³ 容量瓶）
• 电子天平
• 称量瓶或称量舟，以及药匙
• 烧杯与玻璃搅拌棒
• 过滤漏斗
• 装有蒸馏水的洗瓶
• 滴管
• 固体溶质，例如无水碳酸钠

步骤

1. 在电子天平上称量空的称量瓶，记录其质量。
2. 把固体溶质加入称量瓶，记录新的质量，从而用差量求出所用固体的质量。
3. 把固体倒入洁净的烧杯。用少量蒸馏水冲洗称量瓶，并把冲洗液倒入烧杯，使没有固体残留。
4. 向烧杯加入蒸馏水，用玻璃棒搅拌，直到固体完全溶解。
5. 借助过滤漏斗，小心地把溶液转移到容量瓶中。
6. 用蒸馏水多次冲洗烧杯、玻璃棒与漏斗，把每一次的冲洗液都加入容量瓶，使已溶解的溶质全部转移。
7. 加入蒸馏水，直到液面刚好在刻度线以下。
8. 用滴管逐滴加入蒸馏水，直到在视线平齐处看到弯月面的底部落在刻度在线。
9. 塞紧瓶塞，将容量瓶反复颠倒数次，使溶液充分混匀、浓度均一。

预期观察

固体完全溶解，得到无色溶液（颜色取决于溶质；碳酸钠给出无色溶液）。最后，在视线平齐处观察容量瓶时，弯月面底部恰好落在刻度在线，混匀后的溶液澄清、没有未溶解的颗粒。

推断与结论

由于溶质的质量与溶液的最终体积都已准确已知，浓度便可算出：摩尔数等于质量除以摩尔质量，摩尔浓度等于摩尔数除以以立方分米计的体积。因此这份溶液是标准溶液，它的浓度准确已知，可以放心用于滴定或稀释。

关键在于：所称取溶质的每一粒都必须到达容量瓶，体积也必须准确读取，否则所标示的浓度就会出错。

科学过程技能（试卷三风格）

作出操作性定义。 用操作方式给标准溶液下定义：它是通过溶解一份已知质量的溶质、并在容量瓶中定容到已知的固定体积而配成的溶液，使其浓度准确已知。

在相关探究中辨认变量。 若把实验扩展为比较在同一容量瓶中不同溶质质量所得的浓度，则操纵变量是所称取溶质的质量，反应变量是溶液的浓度（每立方分米的摩尔数），固定变量是容量瓶的体积与温度。

列表记录数据。 记录称量瓶前后的质量、由差量求得的固体质量、以及容量瓶的体积，每一项都在列标题写上正确的单位。

沟通。 写出把所测质量与固定体积同所算浓度联系起来的结论，并解释为什么只有在转移与弯月面读数都正确时，答案才可靠。

安全须知

• 戴安全护目镜，因为某些溶质有刺激性，须防止溅液进入眼睛。
• 用药匙取用固体、不要用手直接接触，以免刺激皮肤、也避免污染而影响质量。
• 立即擦去任何洒出的固体或溶液，使实验台保持洁净、不影响天平读数。
• 在接近刻度线时小心加水，因为容量瓶一旦加过头就无法补救，整份配制必须重做。

常见错误

• 带视差读弯月面。 从刻度在线方或下方观看会得到错误的体积；始终在视线平齐处读弯月面底部。
• 加水越过刻度线。 加水超过刻度线会使溶液过稀；一旦发生，配制必须重新开始。
• 不冲洗烧杯与玻璃棒。 残留的溶质会使实际浓度低于目标值。
• 在热溶液尚未冷却前就定容。 若溶解过程放热或吸热，先让溶液回到室温再定容，因为体积随温度变化。
• 在不洁净或未归零的天平上称量。 先把天平归零，否则溶质的质量，以及浓度，都会出错。

我们的老师如何使用这个实验

在一对一的 SPM化学课堂里，以英文授课、每小时 RM50 起，我们反复演练这套方法直到顺序变成自动：用差量称量、完全溶解、带冲洗地转移、在视线平齐处定容、再混匀。因为同样的纪律支撑着 SPM化学 里的每一次滴定，现在把它掌握好，会让酸、碱与盐其余的实验工作稳固得多，而这正是试卷三实验考试（试卷三为实验考试，评估科学过程技能）所测试的那类步骤。