这是九年级化学的必做实验，也是中考实验题里出现频率最高的一个。它看上去只有“称一点盐、量一点水、搅一搅”三步，但每一步都有一个会让结果偏离的陷阱。这篇按真实操作走完全程，把五个步骤和五处误差一次讲清，最后用一个互动模拟把“加水、蒸发、加溶质”对质量分数的影响拆开来看。

安全提醒（先读这一段）

  • 本实验用的是食盐和清水，本身没有危险，但实验室里的任何药品都不可以品尝，哪怕确信那是盐。这条规矩比这次实验重要得多。
  • 玻璃仪器（烧杯、量筒、玻璃棒）易碎，取放要轻，用完检查有没有裂口。
  • 用玻璃棒搅拌时不要碰烧杯的内壁和底部，也不要用力敲击，以免把杯壁划出裂纹。
  • 托盘天平的砝码用镊子夹取，药品不能直接放在托盘上，要垫一张洁净的称量纸（有腐蚀性的药品则用玻璃器皿盛装）。
  • 如果把实验改成配制稀盐酸、氢氧化钠溶液等，必须有老师在场并佩戴护目镜，浓酸稀释时永远是把酸沿杯壁缓缓倒入水中，绝不能反过来。
  • 实验结束清洗仪器，废液倒入指定容器，不要随手倒进水槽。

材料与器材

  • 托盘天平一台（附砝码与镊子）、称量纸两张；
  • 量筒一支（50 mL 或 100 mL）、胶头滴管一支；
  • 烧杯一只（100 mL）、玻璃棒一根；
  • 食盐（氯化钠）若干、蒸馏水或清水；
  • 细口试剂瓶一只、标签纸一张、笔；
  • 药匙一把、干抹布、记录用的纸笔。

第一步：先算，再动手

要配的是 50 g 溶液，质量分数 6%。质量分数的定义式是

ω = 溶质质量 ÷ 溶液质量 × 100%

把它变形，需要的溶质就是

m溶质 = 50 g × 6% = 3 g

剩下的都是水：m水 = 50 g − 3 g = 47 g。水的密度是 1 g/cm³，所以 47 g 水正好是 47 mL，可以直接用量筒量取。把这两个数写在记录本上再开始操作，先算后配是这个实验的第一条纪律。

注意分母是溶液不是水：3 g 盐配 47 g 水，得到的是 50 g 溶液，质量分数 3 ÷ 50 = 6%。如果误把水取成 50 g，溶液就成了 53 g，质量分数只有 5.7%。这是本实验最经典的一处错算。

第二步：称量、量取、溶解

称 3 g 食盐。天平调平后，左右托盘各放一张相同大小的称量纸（这样纸的质量互相抵消），右盘放 3 g 砝码，用药匙往左盘加食盐，直到天平平衡。3 g 在砝码盒里通常要用游码，此时先把游码拨到 3 g 处，再加药品到平衡即可。

量 47 mL 水。把量筒放平，先倒水到接近 47 mL，然后改用胶头滴管逐滴加到刻度。读数时视线要与凹液面最低处相平：俯视会读大（实际量少了），仰视会读小（实际量多了），两种都会让浓度偏离。

溶解。把量好的水倒入烧杯，再把称好的食盐倒进去，用玻璃棒顺着一个方向缓慢搅拌，直到固体完全消失、液体澄清透明为止。搅拌只是加快溶解，并不会让溶解的总量变多。

装瓶、贴签。把溶液倒入细口试剂瓶，盖好瓶塞，贴上标签。标签上要写清药品名称和溶质质量分数，例如“氯化钠溶液 6%”。没有标签的试剂瓶等于没有身份的药品，这一步不能省。

互动小实验 · 溶质质量分数
烧杯 20 ℃ 溶质质量分数 ω 0.0% 还没加溶质 ω = 溶质质量 ÷ 溶液质量 × 100% 溶液的组成 水 已溶解的溶质0.0 g 水（溶剂）100.0 g 溶液质量 = 水 + 已溶解溶质100.0 g 杯底未溶解的固体（不计入）0.0 g 20 ℃ 时，100 g 水最多溶 36.0 g 氯化钠

现在杯里只有 100 g 水，还没有溶质。点“加 5 g 溶质”开始配制。

溶质：
桌上配一杯只能得到一个数字，模拟里可以一直加下去，看着溶质在某一刻停止溶解、ω 从此不再上升。完整讲解见溶质质量分数模拟详解。

现象记录

把学生的观察记录和下面这些对照一下：

  • 3 g 食盐倒进 47 mL 水后，搅拌十几秒就完全消失，得到无色澄清的液体，溶液不一定有颜色。
  • 溶解后液面几乎没有升高，但溶液的质量确实是 50 g，不是 47 g。质量守恒，体积却不简单相加。
  • 把配好的溶液静置一整天，底部不会出现任何沉淀，上下浓度也完全一样。这就是溶液均一、稳定的含义。
  • 如果继续往这 50 g 溶液里加盐，加到大约 17 g 时就再也化不开了，杯底开始积盐，溶液饱和了。
  • 把饱和盐水放到窗台上让水慢慢蒸发，杯底会长出白色的立方体小晶体。
  • 同样的操作换成硫酸铜，溶液是蓝色的，越浓越深；换成高锰酸钾，只要一点点就紫得发黑。颜色深浅和浓度没有可比性。

原理解释

溶液是均一、稳定的混合物，由溶质和溶剂组成，而且满足一条简单的质量关系：溶液质量 = 溶剂质量 + 已溶解的溶质质量。质量分数就是拿溶质质量去除以这个总量。分母里那个“已溶解”是全章最关键的定语，没有化开、沉在杯底的固体，既不算溶质，也不算进溶液。

为什么 3 g 盐加 47 g 水后体积几乎没变？因为水分子之间本来就有空隙，钠离子和氯离子被水分子包围后钻进了这些空隙里。质量可以相加，体积不能简单相加，这也是配制溶液时按质量计算而不按体积计算的原因。

一定温度下 100 g 水最多能溶解的克数叫溶解度，达到这个上限的溶液叫饱和溶液。20 ℃ 时氯化钠的溶解度是 36 g，换算成质量分数是 36 ÷ 136 × 100% ≈ 26.5%。溶解度和质量分数分母不同：前者除以溶剂，后者除以溶液，两个数字本来就不该相等。

把这两条合起来，就能推出四个操作各自的方向。加水：溶质不变、溶液变重，ω 一定下降，这就是稀释；正因为溶质质量不变，才有稀释公式 m₁ω₁ = m₂ω₂。蒸发水：溶质不变、溶液变轻，ω 上升；已饱和时则等量析出晶体，ω 停在饱和值。加溶质：未饱和时 ω 上升，饱和后加多少都堆在杯底，ω 不变。升温：多数固体溶解度增大，杯底晶体溶解，ω 上升。上面那个模拟就是让学生把这四条一条条按出来。

不同物质的溶解度对温度的敏感程度差别很大，这直接决定了怎么提纯它们。氯化钠的溶解度从 20 ℃ 的 36 g 到 80 ℃ 也只有 38 g 左右，几乎不受温度影响，所以从海水里取盐只能靠蒸发结晶；而硝酸钾、硫酸铜的溶解度随温度陡增，就可以先在高温下配成浓溶液、再降温结晶把它们析出来。

给老师和家长的组织建议

  • 课时与分组：30 分钟，两人一组；电子秤与量筒共用。
  • 动手前先说清楚：任何药品不得品尝。

最容易被跳过的一步。让不同组配同一浓度但用不同的水量，最后比较 ω 是否相同，这能一次讲清「质量分数与总量无关」。计算与操作要分开评价。

怎么判断真的懂了。能正确使用 ω = 溶质质量 ÷ 溶液质量 × 100%，并判断某步操作会让浓度偏高还是偏低，即达标。

拓展一下与常见误区

  • 误区一：“配 50 g 的 6% 溶液，就是 3 g 盐加 50 g 水”——错。水应是 47 g，否则溶液变成 53 g，浓度只有 5.7%。
  • 误区二：“杯底没化开的盐也算溶质”——不算。它既不进分子也不进分母，这是失分最多的一处。
  • 误区三：“饱和溶液一定比不饱和溶液浓”——不一定。20 ℃ 的饱和高锰酸钾溶液只有约 6%，比一杯 20% 的不饱和盐水稀得多。
  • 误区四：“搅拌能让溶解的总量变多”——不能。搅拌只加快溶解速率，溶解的上限由溶解度决定。
  • 误区五：“量筒仰视俯视没关系”——有关系。俯视读数偏大、实际量取的水偏少，配出的溶液会偏浓；仰视则相反。
  • 误区六：“溶剂一定是水”——不一定。碘几乎不溶于水却易溶于酒精，此时酒精就是溶剂。
  • 算一算：把配好的 50 g 6% 盐水加水稀释成 3%，需要再加多少水？用 m₁ω₁ = m₂ω₂ 可得溶液变成 100 g，也就是再加 50 g 水。
  • 想看饱和溶液蒸干后晶体长什么样，接着读饱和溶液与蒸发结晶。

当学生能对着任何一步操作说清“这样做会让浓度偏高还是偏低”，这个实验就算过关了。