物化测试总结

燃烧热
选择题
在燃烧热实验中，需用作图法求取反应前后真实的温度改变值△T，主要因为：
答案
正确答案：
(B) 校正体系和环境热交换的影
响
在氧弹实验中, 若要测定样品在293 K时的燃烧热, 则在实验时应该：
答案Array
正确答案：
(C) 将外套中水温调至293 K
氧气钢瓶上装有气体出口阀和减压阀，若要都打开，二者的旋转方向分别如何？
答案
正确答案：
(C) 出口阀反时针、减压阀顺时针
开启气体钢瓶的操作顺序是：
答案
所选答案：
(B) 2─5─4─1─3
正确答案：
(B) 2─5─4─1─3
填空题
氧弹实验中, 先用已知燃烧热的苯甲酸标定[a]，然后直接测量的是萘的[b]。

为了准确地测量体系温度变化，应使用[c]T值，对所测的温度值必须用 ；为了得到较合理的[d]进行校正。

a 的正确答案：卡计水当量
b 的正确答案：恒容燃烧热
c 的正确答案：贝克曼温度计
d 的正确答案：雷诺图即温度校正曲线（T~t）
请指出下列各种气体钢瓶的瓶身颜色。

氮气钢瓶是[a]色；氧气钢瓶是[b]
色；氢气钢瓶是[c]色。

a 的正确答案：黑色
b 的正确答案：蓝色
c 的正确答案：绿色
量热实验中，量热计水当量的定义是[a]。

通常用[b]方法测定量热计水当量。

a 的正确答案：在相同测定条件下，使量热计仪器本身升高1度的
热量
b 的正确答案：测定已知放热反应热的反应使量热计升温
问答题
在燃烧热测定实验中，哪些是体系？哪些是环境？有无热交换？有何影响？
答案
正确答案：
体系是内桶中所有物质，包括氧弹（及其内部的样品、氧气等）、内桶搅拌器、3000mL自来水；环境是外桶、桶盖、外桶搅拌器等。

内桶(体系)与外桶(环境)之间要求绝热无热量传递，实验中，由于内桶(体系)与外桶(环境)之间是空气，绝热不是很好，有少量热量传递，会使测量值偏低，因此实验中要进行温度校正
开始加入内筒的水温为什么要选择比外桶（环境）低0.5~1℃之间？否则有何影响？
答案
正确答案：
内筒是体系，物质燃烧后温度升高1~2℃。

内筒的水温选择比外桶低0.5~1℃，可以在燃烧前、燃烧时、燃烧后，体系与环境温度差保持很小、接近，传递的热量最少，减少实验误差。

如果开始时内桶温度比外桶高，燃烧后比外桶温度更高，体系与环境温度差大，传递的热量(散耗)较多，实验误差会比较大
在燃烧热测定的实验中，哪些因素容易造成实验误差？如何提高实验的准确度？
答案
正确答案：
造成实验误差因素：样品称量不准确、样品太多或太少、样品燃烧不完全、体系（内桶）与环境（外桶）之间绝热不好，内桶与外桶温度差太
大等都会带来误差。

要提高准确度，样品不能太多，太多，燃烧后温度太高，与外桶温度差太大，散热就多；样品也不能太少，太少，燃烧后温度升得低，温差值测量值误差大；样品（包括点火丝，一般是要称量的）称量准确；氧气要充足，保证样品完全燃烧；开始时，内桶温度要比外桶低05~1℃
说明恒容热效应QV与恒压热效应QP的区别与联系？
答案
正确答案：
恒容热效应QV是在恒容条件下摩尔燃烧热，本实验就是测量萘在恒容下燃烧热，恒压热效应QP是恒压条件下燃烧热，如果反应气体都是理想气体，两者关系：，△n为反应前后反应物和生成物中体的物质的量之差，T为反应前后的温度，实验中是指外筒中水的温度。

实验测量出的萘燃烧热是不是25℃下的燃烧热？是哪个温度下的燃烧热（外桶温度，还是内桶温度）？
答案
正确答案：
是外桶温度下的燃烧热
量热实验中，量热计水当量的定义是什么？常用哪些方法测定量热计水当量？
答案
正确答案：
在相同测定条件下，使量热计仪器本身（包括氧弹、3000mL自来水、搅拌器等）升高 1 度的热量，，也称水当量。

测定方法常用电热法（测得电热器的电压，电流、通电时间）或测量已知燃烧热的标准样品（一般为苯甲酸）在量热计中燃烧得到的温差
用氧弹量热计测定物质的燃烧热时，作雷诺图求△T 的目的是什么？图中是测定数据描绘的T - t 图。

用雷诺作图法求△T 时，图中O 点的位置应如何确定？校正后温度差如何表示？
答案
正确答案：
作雷诺图的目的，是由于测定体系绝热不完全而产生热漏，造成的△T 的偏差。

用A 点纵坐标表示点火前温度，B 点纵坐标表示点火后温度升到最高值，B与A差值线段的中点即为O点。

过O点做纵坐标平行线，交FB、EA的延长线于C、D点，C、D点温度差，即为校正后的温差△T。

横坐标值和A点横坐标值的差值的线段的中点的垂直线与AB线的交点
某研究所，需要测定牛奶样品的热值，请提出所需仪器及实验步骤。

答案
正确答案：
仪器：氧弹燃烧热测定仪一套
步骤：(1) 水当量的测量；(2) 空白滤纸的热能测定；
(3) 牛奶样品用滤纸吸取烘干称重进行测量。

用氧弹量热计测定有机化合物的燃烧热实验, 有的实验教材上
要求在量热测定时，在氧弹中加几滴纯水，然后再充氧气、点火，请说明加的这几滴水的作用是什么？
答案
正确答案：
希望产物H2O 尽快凝聚为液态水
电势-ph的测定
说出电势滴定法有哪些确定终点的方法， 答案
正确答案：
答：电势滴定法确定终点的方法有： （1）E ～V 曲线法： （2）
△E ∕△V ~V 曲线法 （3）△2E∕△V2 ~V 曲线法
指示电极有哪些类型，并举例说明。

答案 正确答案：
指示电极的类型有（1）金属基电极：金属-金属离子电极（Cu2+
┃Cu ）、金属-金属难溶盐电极 (Ag+┃AgCl ，Cl- )、惰性金属电极（Pt ┃Fe3+，Fe2+）；（2）离子选择性电极（玻璃电极）
试举例说明永停滴定法的三种类型，并分别指出滴定终点时所消耗标准溶液的体积在其I-V 曲线图中的位置。

答案
正确答案：
永停滴定法的三种类型为：（1）标准溶液为不可逆电对，样品溶
液为可逆电对：如用Na2S2O3标准溶液滴定I2溶液。

（2）标准溶液为可逆电对，样品溶液为不可逆电对：如用I2标准溶液滴定Na2S2O3溶液；（3）标准溶液和样品溶液均为可逆电对：如用Ce(SO4)2 标准溶液滴定Fe SO4溶液。

使用玻璃电极应注意哪些事项？ 答案
正确答案：
使用玻璃电极应注意下列事项 （1）根据溶液的酸碱性选择合适
的玻璃电极。

（2）玻璃电极在使用前应蒸馏水中浸泡24小时以上。

（3）玻璃电极一般在5～50℃之间使用。

（4）玻璃电极浸入溶液后应轻轻摇动溶液，促使电极反应尽快达到平衡。

（5）玻璃电极使用时要格外小心，以免碰碎。

用pH 计测定溶液pH 值时，为什么要用两次测定法？ 答案
正确答案：
用pH 计测定溶液pH 值时，要采用两次测定法才能消除不对称电势和原电池电动势中的常数项。

因为：标准溶液的原电池电动势为Es = K + 0.0592pHs ；待测溶液的原电池电动势为 Ex = K + 0.0592pHx ；两项整理得： 。

即测定值与K 无关，表示不受不对称电势的影响。

复合电极有何优缺点？其使用注意事项是什么？ 答案
正确答案：
E-201-C 型复合电极是由玻璃电极与Ag-AgCl 电极复合而成，其
中玻璃电极为测量电极，Ag-AgCl 电极为参比电极。

其优点是测量pH 时使用方便，不必另外选择参比，准确度高；缺点是在测定pH 超过9的溶液时会产生“钠差”（由于在强碱性溶液中H+浓度很小，钠玻璃中的Na+扩散作用的影响相应增大），而且玻璃泡比较脆弱，需要小心使用。

使用注意事项：使用前先标定，测量前用去离子水清洗并用滤纸吸干，并注意小心轻放；使用后浸入饱和KCl 溶液中保存。

用酸度计和电位差计测电动势的原理各有什么不同？它们的测量精确度各是多少？ 答案
正确答案：
电位差计是采用补偿（对消）法原理设计的一种平衡式电压测量仪器。

对消法的原理是在待测电池上并联一个大小相等、方向相
反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。

电位差计使用灵敏度很高的检流计和电动式精确已知的标准电池，精确度可达10-5量级。

测量pH 实际就是测量电动势。

未知pH 的溶液X 与电极组成下列电池：
参比电极|KCl(aq,b>3.5mol/kg)||溶液X|H2(g)|Pt在相同温度下，再测量用标准pH的溶液S替换未知溶液X后的电池电动式Es，于是未知pH即可由下式求得：pH(X)=pH(S)+(Es-Ex)F/(RTln10) 由上式可知，通过任一标准溶液的pH即可确定任一溶液的pH，若给出一参比电极，既可用此法测量未知电动势。

试举出电势-pH图的应用
答案
正确
答案：电势-pH图对解决在水溶液中发生的一系列反应及平衡问题(例如元素分离，湿法冶金，金属防腐方面)，得到广泛应用。

本实验讨论的Fe3+/Fe2+-EDTA体系，可用于消除天然气中的有害气体
H2S。

利用Fe3+-EDTA溶液可将天然气中H2S氧化成元素硫除去，溶液中Fe3 +-EDTA络合物被还原为Fe2+-EDTA配合物，
通入空气可以使Fe2+-EDTA氧化成Fe3+-EDTA，使溶液得到再
生，不断循环使用。

脱硫液的mFe3＋/ mFe2＋比值不同，测得的电势—PH曲线有什么差异？
答案
正确答案：
当脱硫液的mFe3＋/ mFe2＋比值不同时影响电势—PH曲
线的斜率。

影响电对的电极电势的因素有那些
答案
正确答案：
影响电对的电极电势的因素有温度和浓度，但最主要的是电
对的本性。

二组分固液相图的绘制
对于不同成分混合物的步冷曲线，其水平段有什么不同？
答案
正确答
案：纯物质的步冷曲线在其熔点处出现水平段，混合物在共熔温度时出现水平段。

而平台长短也不同。

作相图还有哪些方法？
答案
正确答案：
作相图的方法还有溶解度法、沸点法等。

通常认为，体系发生相变时的热效应很小，则用热分析法很难测得准确相图，为什么？在含Bi30%和80%的二个样品的步冷曲线中第一个转折点哪个明显？为什么？
答案
正确
答案：因为热分析法是通过步冷曲线来绘制相图的，主要是通过步冷曲线上的拐点和水平段(斜率的改变)来判断新相的出现。

如果体系
发生相变的热效应很小，则用热分析法很难产生拐点和水平段。

30%样品的步冷曲线中第一个转折点明显，熔化热大的Sn先析
出，所以当发生相变时可以提供更多的温度补偿，使曲线斜率改
变较大。

有时在出现固相的冷却记录曲线转折处出现凹陷的小弯，是什么原因造成的？此时应如何读相图转折温度？
答案
正确答
案：这是由于出现过冷现象造成的，遇到这种情况可以通过做延长线的方式确定相图的转折温度。

金属熔融系统冷却时，冷却曲线为什么出现折点？纯金属、低共熔金属、及合金等转折点各有几个？曲线形状为何不同？
答案
正确
答案：因为金属熔融系统冷却时，由于金属凝固放热对体系散热发生一个补偿，因而造成冷却曲线上的斜率发生改变，出现折点。

纯金
属、低共熔金属各出现一个水平段，合金出现一个折点和一个水
平段。

由于曲线的形状与样品熔点温度和环境温度、样品相变热
的多少、保温加热炉的保温性能和样品的数量均有关系，所以样品的步冷曲线是不一样的。

对于纯金属和低共熔金属来说只有一个熔点，所以只出现平台。

而对于合金来说，先有一种金属析出，然后2种再同时析出，所以会出现一个折点和一个平台。

有一失去标签的Sn －Bi 合金样品，用什么方法可以确定其组成？ 答案
正确答案：
可以通过热分析法来确定其组成。

首先通过热分析法绘制Sn －
Bi 的二组分相图，然后再绘制该合金样品的步冷曲线，与Sn －Bi 的二组分相图对照即可得出该合金的组成。

总质量相同但组成不同的Bi-Cd 混合物的步冷曲线，其水平段的长度有什么不同？为什么？
答案
正确答案：
总质量相同但组成不同的Bi-Cd 混合物的步冷曲线相似，主要不
同的是：Cd 组分越多的，先析出的固体是纯Cd 。

Cd 组分越少的，先析出的固体是纯Bi ；40% Cd 的混合物，从液态步冷，到达低共熔点时两种金属同时析出。

有一失去标签的Bi-Sn 合金样品，用什么方法可以确定其组成？ 答案
所选答案： 将其熔融、冷却的同时记录温度，作出步冷曲线，根据步冷曲线上拐点或平台的温度，与温度组成图加以对照，可以粗略确
定其组成
正确答案：
先将金属或合金全部熔化，然后让其在一定的环境中自行冷却，
画出冷却温度随时间变化的步冷曲线。

根据步冷曲线和二组分平衡相图确定组成。

对于不同成分混合物的步冷曲线，其水平段有什么不同？
答案
正确答
案：
纯物质的步冷曲线在其熔点处出现水平段，混合物在共熔温度
时出现水平段。

而平台长短也不同。

实验成功的关键是什么？
答案
正确
答案：实验成败的关键是步冷曲线上折变和水平线段是否明显。

步冷曲线上温度变化的速率取决于体系与环境间的温差、体系的热容量、体系的热传导率等因素，若体系析出固体放出的热量抵消散失热
量的大部分，转折变化明显，否则就不明显。

故控制好样品的降
温速度很重要，一般控制在6℃/min ～8℃/min，在冬季室温较低
时，就需要给体系降温过程加以一定的电压（约20V左右）来减
缓降温速率。

镍在硫酸溶液中的钝化行为:
测定镍在硫酸溶液中的钝化行为的实验方法采用的是:
控制电势法
测定电极极化曲线实验，要用三个电极：研究电极、辅助电极、参比电极,辅助电极与参比电极的作用为
答案
正确答案： B.
参比电极与研究电极组成一个可逆电池
测定镍在硫酸溶液中的钝化行为的实验方法采用的是:
答案
正确答案： B.
动态法
镍在硫酸溶液中的钝化行为随酸度增大
答案
正确答案： A.
减弱
测定镍在硫酸溶液中的钝化行为，当氯离子浓度为0.1mol/L终止电位取答案
正确答案： A.
0.7V
测定镍在硫酸溶液中的钝化行为其起始电位下电极处于
答案
正确答案： B.
阴极化
镍电极上通过电流后电极电势会
发生改变
镍在硫酸溶液中的极化曲线反映的是镍电极的
答案
正确答案： D.
电极电势与电流密度的关系
镍电极阳极极化曲线的自变量是
答案
正确答案： C.
相对电极电势
在极化曲线的测定中，参比电极的作用是
答案
正确答案： D.
近似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池
测定镍在硫酸溶液中的钝化行为，发现镍电极作阳极时，电极电势随电流密度的增加
答案
正确答案： A.
增大
测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线时，硫酸溶液中加入氯离子后钝化电位区间
答案
正确答案： B.
减小
测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线时，甘汞电极上通过的电流答案
正确答案： B.
很小
测定镍在硫酸溶液中的钝化行为的实验方法采用的是:
答案
正确答案： A.
控制电势法
镍在硫酸溶液中的极化曲线反映的是镍电极的
答案
正确答案： D.
电极电势与电流密度的关系
测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线的实验装置中镍电极是
答案
正确答案： b.
工作电极
测定镍在硫酸溶液中完整的阳极极化曲线时甘汞电极是：
答案
正确答案： B.
参比电极
测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线所用盐桥中的电解质为：答案
正确答案： C.
硝酸钾
恒温槽的组装及性能的测
恒温槽的工作原理是什么
正确
答案：恒温控制可分为两类：一类是利用物质的相变点温度来获得恒温，但温度选择受到很大限制；另外一类是利用电子调节系统进行温
度控制，此方法控温范围宽、可以任意调节设定温度。

本实验讨
论的恒温水浴就是一种常用的控温装置，它通过电子继电器对加
热器自动调节来实现恒温的目的。

当恒温水浴因热量向外扩散等
原因使体系温度低于设定值时，继电器迫使加热器工作，到体系
再次达到设定温度时，又自动停止加热。

这样周而复始，就可以
使体系的温度在一定范围内保持恒定。

恒温槽的主要部件有哪些，它们的作用各是什么？
答案
正确
答案：恒温槽的主要部件有浴槽、加热器、搅拌器、数字式贝克曼温度计、感温元件和温度控制器组成。

浴槽是用来盛装液体介质；加
热器是用来提供热源；搅拌器是用来使热量迅速传递，保持槽内
各部位温度均匀；数字式贝克曼温度计是用来准确测量温度；感
温元件的作用是感知恒温水浴温度，并把温度信号变为电信号发
给温度控制器；温度控制器包括温度调节装置、继电器和控制电
路。

当恒温水浴的温度被加热或冷却到指定值时，感温元件发出
信号，经控制电路放大后，推动继电器去开关加热器。

恒温水浴控制的温度是否是某一固定不变的温度？
答案
正确
答案：会，恒温水浴的恒温状态是通过一系列部件的作用，相互配合而获得的，因此不可避免的存在着不少滞后现象，如温度传递、感温元件、温度控制器、加热器等的滞后。

由此可知，恒温水
浴控制的温度有一个波动范围，并不是控制在某一固定不变的温
度，并且恒温水浴内各处的温度也会因搅拌效果的优劣而不同。

恒温槽的灵敏度如何测定？
答案
正确答
案：测定恒温水浴灵敏度的方法是在设定温度下，用精密温差测量仪测定温度随时间的变化，绘制温度-时间曲线（即灵敏度曲线）
分析其性能。

恒温槽内各处温度是否相等？为什么？
答案
正确答案：
不相同。

由于搅拌器搅拌不会很均匀，靠近加热器的温度会高一
些，而 远离加热处会散热快些，温度降低，加热出会补充。

热必须有高温传向低温，因 此不可能相同。

如何考核恒温槽的工作质量？
答案
正确答案：
工作质量由两方面考核： （1）平均温度和指定温度的差值越小
越好。

（2）控制温度的波动范围越小，各处的温度越均匀，恒温水浴的灵敏度越高。

欲提高恒温浴的灵敏度，可从哪些方面进行改进？
答案
正确答案：
提高恒温浴的灵敏度：1）恒温浴的热容量要大，恒温介质流动性
要好， 传热性能要好。

（2）尽可能加快加热器与感温元件间传热的速度，使被加热的液 体能立即搅拌均匀并流经感温元件及时进行温度控制。

为此要使：感温元件的热 容尽可能小； 感温元件、 搅拌器与电加热器间距离要近些； 搅拌器效率要高。

（3） 作调节温度用的加热器导热良好而且功率适宜。

影响恒温槽灵敏度的因素很多，大体有那些？
答案
正确答案：
室内温度，采用的液体介质、感温元件、搅拌速率、加热器功
率大小、 温度控制器的物理性能等因素均有关。

若贝克曼温度计精密度较低，对恒温槽有什么影响？
答案
正确
答案：若贝克曼温度计精密度较低，在不同时间记下的温度变化值相差就大，即水浴温度在所设定温度下波动大，其灵敏度也就低，接
触温度计的感温效果较差，在高于所设定的温度时，加热器还
不停止加热，从而使得浴槽温度恒高不降，这样在不同的时间
内记录水浴温度偏高，灵敏度就低。

恒温槽中水的温度、加热电压是否有特别要求？为什么？
答案
正确
答案：槽中水的温度应与室温相差不宜过大，以减少对环境的散热速度；
加热电压也不能太小和太大。

否则会使得散热速渡过大、加热速
度也过大且加热惯性大，使得控温时灵敏度下降。

加热电压太小
时，会使得系统的温度偏低时光相对较长，或达不到所设定的温
度
衡量恒温槽性能的主要标志是什么？
答案
正确
答案：用灵敏度来衡量恒温槽性能。

灵敏度te = +(t1—t2)/2。

测定约60分钟，温度变化范围要求在+ 0.15 ℃范围之内。

灵敏度常常以温
度为纵坐标，以时间为横坐标，绘制成温度—时间曲线来表示。

如何选择加热器的功率大小？
答案
正确
答案：在要求恒定的温度高于室温时，必须不断向水浴供给热量以补偿其向环境散失的热量。

对于恒温用的加热器要求热容量小、导热
性好，功率适当。

加热器功率的大小是根据恒温槽的大小和需要
温度的高低来选择的，最好能使加热和停止的时间约各占一半。

扼要答复恒温槽重要由哪些部件组成?你在哪些物理化学实验中用了恒
温技巧，试举出三个试验实例。

（综合题）
答案
正确
答案：(1）重要由哪些部件：浴槽，恒温介质，加热器，搅拌器，水银
温度计，电接触温度计（导电表，感温元件，热敏电阻温度计），继电器（温度控制器，电子管、晶体管、可控硅等），贝克曼温度计。

（2）乙醇饱和蒸气压的测定，粘度法测定高聚物的分子量，恒温槽的装配，旋光法测定蔗糖转化速率常数、气液平衡相图。

在实验室要求自己组装一台恒温水浴，需要哪些仪器配件，请指出其名称。

答案
正确答案：
水槽，水银接点温度计，继电器，精密温度计，加热器，搅拌器
为什么开动恒温槽之前，要将接触温度计的标铁上端面所指的温度调节到低于所需温度处，如果高了会产生什么后果？ 答案
正确答案：
因为电加热器与接触温度计之间有一段的距离，而传质、传热都有一个速度，因此出现温度传递的滞后。

若标铁上端面直接调到指定温度，则电加热器周围的水温已超过了指定温度，导致整个水浴的温度高于所指定温度。

现要安装一个50℃以下的恒温水槽, 应如何考虑下列问题： ①需要有哪些部件? ② 如何配置恒温槽各部件? ③恒温槽放在20℃的实验室内, 欲控制25.0℃的恒温温度。

恒温槽在25.0℃时的散热速率是0.060℃•min -1, 恒温槽内盛水10.0 dm3, 问应使用多少瓦的控温加热器为好?己知1 dm3水为1000 g , 水的热容为4.184 J•g -1•K -1。

④若恒温槽控制的温度略低于室温, 应采取什么措施才能达到恒温目的(不用现成的致冷器)? 答案
正确答案：
(1)玻璃缸一个, 加热器一个(功率恰当), 水银温度计一根( 50℃以下, 1/10刻度精度), 水 银导电表(至少 50℃以下)一个, 搅拌器一
个, 继电器一个, 调压变压器(功率与加热器相当)一个。

(2)搅拌器与加热器靠近, 以迅速传递热量使浴槽温度均匀。

温度计与水银导电表靠近并尽量放置在恒温槽要使用的区间周围, 以便使用区间的恒温温度控制好。

部件的安放要注意恒温槽的横截面, 42 W 。

加热器功率为 42 亦要注意深度。

(3)0.060/60×10.0×1000×1.0×4.184 W与散热速率匹配。

(4)需在恒温槽内放置金属(传热好)蛇形管, 管内通温度较低的冷却水, 冷却水带走的热量要比室温传给恒温槽的热量多, 再用小功率的加热器由水银导电表及继电器控温, 以达到低于室温的恒温。