物化实验答案
物理化学实验所有课后习题和思考题答案
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物理化学实验所有课后习题和思考题答案Revised final draft November 26, 2020实验一燃烧热的测定1. 在本实验中,哪些是系统哪些是环境系统和环境间有无热交换这些热交换对实验结果有何影响如何校正提示:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。
2. 固体样品为什么要压成片状萘和苯甲酸的用量是如何确定的提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。
3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些提示:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。
4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些本实验成功的关键因素是什么提示:能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。
本实验成功的关键:药品的量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正。
5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项?提示:阅读《物理化学实验》教材P217-220实验二凝固点降低法测定相对分子质量1. 什么原因可能造成过冷太甚若过冷太甚,所测溶液凝固点偏低还是偏高由此所得萘的相对分子质量偏低还是偏高说明原因。
答:寒剂温度过低会造成过冷太甚。
若过冷太甚,则所测溶液凝固点偏低。
根据公式和可知由于溶液凝固点偏低,T f偏大,由此所得萘的相对分子质量偏低。
2. 寒剂温度过高或过低有什么不好?答:寒剂温度过高一方面不会出现过冷现象,也就不能产生大量细小晶体析出的这个实验现象,会导致实验失败,另一方面会使实验的整个时间延长,不利于实验的顺利完成;而寒剂温度过低则会造成过冷太甚,影响萘的相对分子质量的测定,具体见思考题1答案。
3. 加入溶剂中的溶质量应如何确定加入量过多或过少将会有何影响?答:溶质的加入量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定,因为凝固点降低是稀溶液的依数性,所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小,容易测定,又要保证是稀溶液这个前提。
物化实验习题答案.doc
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实验六原电池电动势的测定1.对消法测电动势的基本原理是什么?为什么用伏特表不能准确测定电池电动势?答:对消法就是用一个与原电池反向的外加电压,于电池电压相抗,使的I叫路中的电流趋近于零,只有这样才能使得测出来的电压为电动势。
电动势指的就是当回路中电流为零时电池两端的电压,因而必须想办法使回路中电流为零。
伏特表测定电池电动势的时候,回路中的电流不为零,测出的电池两端的电压比实际的电动势要小,因此用伏特表不能准确测定屯池电动势。
2.参比电极应具备什么条件?它有什么功用?盐桥有什么作用?应选择什么样的电解质作盐桥?答:参比屯极一般用电势值已知且较恒定的电极,它在测量中可作标准电极使用,在实验中我们测出未知电极和参比电极的电势差后就可以直接知道未知电极的电势。
盐桥起到降低液接电势和使两种溶液相连构成闭合电路的作用。
作盐桥的电解质,应该不与两种电解质溶液反应旦阴阳离子的迁移数相等,而旦浓度要高。
3.电动势的测量方法属于平衡测量,在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。
为此,应注意些什么?答:应注意电池旧I路接通之前,应该让电池稳定一段时间,让离子交换达到一个相对的平衡状态;还应该在接通回路之前先估算电池电动势,然后将电位差计旋钮设定未电池电动势的估算值,避免测量时回路中有较大电流。
4.对照理论值和实验测得值,分析误差产生的原因。
答:原电池电动势测定结果的误差来源有很多:标准电池工作时间过长,长时间有电流通过,标准电动势偏离;盐桥受污染;饱和甘汞电极电势不稳定;未能将电位差计旋钮设定在待测电池电动势应有的大体位置,使待测电池中有电流通过等等。
5.在精确的实验中,需要在原电池中通入氮气,它的作用是什么?答:为了除去溶液中的氧气,以避免氧气参与电极反应,腐蚀电极等。
实验十二粘度法测定高聚物的相对分子质量L粘度计毛细管的粗细对实验结果有何影响?答:粘度计毛细管的过粗,液体流出时间就会过短,那么使用Poisuille公式时就无法近似, 也就无法用时间的比值来代替粘度;如果毛细管过细,容易造成堵塞,导致实验失败。
物化实验答案及部分公式
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氧弹充完氧后一定要检查确信其不漏气,并用万用表检查两极间是否通路。
盐桥组成:常用于原电池试验,材料:琼脂+饱和氯化钾溶液或饱和硝酸铵溶液α∞的测量过程中,为了得到反应终了时的α∞剩余反应混合液加热温度不宜过高以50~55℃为宜,否则有副反应发生,溶液变黄。
因为蔗糖是由葡萄糖的苷羟基与果糖的苷羟基之间缩合而成的二糖。
在H +离子催化下,除了苷键断裂进行转化外,由于高温还有脱水反应,这就会影响测量结果。
由阿伦尼乌斯公式121212k k R T T T T Ea ln ⨯-=1表面张力仪的清洁与否对所测数据有何影响?只要有一点污染,测量结果可能是该污染物与需要测量的液体的界面张力,而不是需要测量的 液体的表面张力.所以不能有任何表面活性剂/油类等等污物残留,否则将影响测量结果5为什么读取最大压力差? 最大气泡法测定表面张力时要读最大压力差。
因为随着气泡的形成, 曲率半径 逐渐由大变小又变大, 当曲率半径等于毛细管半径时,气泡呈半球形,气泡曲 率半径最小,△P 最大。
并且最大压力差和表面张力符合拉普拉斯公式。
7蔗糖转化反应速率与哪些条件有关?作为一级反应的必要条件是什么?温度、催化剂、压强、反应物浓度;它是一个二级反应,在纯水中此反应的速度极慢,通常需在H+离子的催化作用下进行,由于反应时水是大量存在的,尽管有部分水分子参加了反应,可近似认为整个反应过程水浓度是恒定的,而且H+离子是催化剂,其浓度也保持不变,因此蔗糖转化反应可看做为一级反应。
8为什么可以用蒸馏水来校正旋光仪的零点?若不校正对实验结果有何影响?为什么?主要是蒸馏水没有旋光性,其旋光度为零,其次是因为它无色透明,方便可得,化学性质较为稳定。
若不较量影响不大,因为用旋光计的差值进行作图和计算,仪器精度误差可以抵消不计,故不进行零点校正,影响不大。
9配置溶液时不够准确,对测量结果是否有影响?答:有,当HCl溶液浓度过大时,蔗糖水解速率测量结果会偏大。
(完整版)物理化学实验思考题及答案全解
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实验一燃烧热的测定1.搅拌太慢或太快对实验结果有何影响?答案:搅拌的太慢,会使体系的温度不均匀,体系测出的温度不准,实验结果不准,搅拌的太快,会使体系与环境的热交换增多,也使实验结果不准。
2.蔗糖的燃烧热测定是如何操作的?燃烧样品蔗糖时,内筒水是否要更换和重新调温?答案:用台秤粗称蔗糖0.5克,压模后用分析天平准确称量其重量。
操作略。
内筒水当然要更换和重新调温。
3.燃烧皿和氧弹每次使用后,应如何操作?答案:应清洗干净并檫干。
4.氧弹准备部分,引火丝和电极需注意什么?答案:引火丝与药片这间的距离要小于5mm或接触,但引火丝和电极不能碰到燃烧皿,以免引起短路,致使点火失败。
5.测定量热计热容量与测定蔗糖的条件可以不一致吗?为什么?答案:不能,必须一致,否则测的量热计的热容量就不适用了,例两次取水的量都必须是3.0升,包括氧弹也必须用同一个,不能换。
6.实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗?答案:有热损耗,搅拌适中,让反应前内筒水的温度比外筒水低,且低的温度与反应后内筒水的温度比外筒高的温度差不多相等。
7.药片是否需要干燥?药片压药片的太松和太紧行不行?答案:需要干燥,否则称量有误差,且燃烧不完全。
不行。
8.如何确保样品燃烧完全?答案:充氧量足够,药品干燥,药片压的力度适中其他操作正常。
9.充氧的压力和时间为多少?充氧后,将如何操作?答案:2.5MPa,充氧时间不少于30S。
用万用电表检查两电极是否通路(要求约3至10Ω);检漏。
10.搅拌时有摩擦声对实验结果有何影响?答案:说明摩擦力较大,由此而产生的热量也较多,使结果偏大(数值)。
11.本实验中,那些为体系?那些为环境?答案:氧弹、内筒、水为体系;夹套及其中的水为环境。
12.压片时,压力必须适中,片粒压的太紧或太松对实验结果有何影响?答案:片粒压的太紧,使燃烧不完全,结果偏小(数值)。
片粒压的太松,当高压充氧时会使松散药粉飞起,使得真正燃烧的药品少了,结果偏小(数值)。
物化实验习题与答案
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实验一燃烧热的测定1.根据热化学的定义,关于燃烧热的定义下列说法正确的是(C)(A)物质氧化时的反应热(B)物质完全氧化时的反应热(C)1mol物质完全氧化时的反应热(D)1mol物质完全还原时的反应热2.氧弹式量热计的基本原理是(A)(A)能量守恒定律(B)质量作用定律(C)基希基希霍夫定律(D)以上定律都适用3.氧弹式量热计是一种(D)(A)绝热式量热计(B)热导式量热计(C)热流式量热计(D)环境恒温式量热计4.在用氧弹式量热计测定苯甲酸燃烧热的实验中不正确的操作是(D)(A)在氧弹充入氧气后必须检查气密性(B)量热桶内的水要迅速搅拌,以加速传热(C)测水当量和有机物燃烧热时,一切条件应完全一样(D)时间安排要紧凑,主期时间越短越好,以减少体系与周围介质发生的热交换5.在测定萘的燃烧热实验中,先用苯甲酸对氧弹量热计进行标定,其目的是(A)(A)确定量热计的水当量(B)测定苯甲酸的燃烧热(C)减少萘燃烧时与环境的热交换(D)确定萘燃烧时温度的增加值6.用氧弹式量热计测定萘的燃烧热,实验直接测量结果符号表示为(C)(A)Q(B)Q P(C)Q V(D)△H7.燃烧热测定实验中,温差的修正可用哪种方法进行(B)(A)溶解度曲线(B)奔特公式(C)吸热——放热曲线(D)标准曲线8.给氧弹充氧气时,正确的操作方法是减压阀出口压力指示表指针应指在(B)(A)小于(B)—2 MPa(C)3Mpa—4MPa(D) 5 MPa9.氧弹量热计中用水作为物质燃烧时燃烧热的传热介质,将水装在容器内正确的操作是(A)(A)3升水装在内筒(B)3升水装在外筒(C)3升水装在内筒但不放在外筒内(D)2升水装在内筒,1升水装在外筒10.固体样品压成片状,目的是(B)(A)便于将试样装入坩锅(B)防止轻、细试样飞溅(C)便于燃烧完全(D)便于连接燃烧丝11.对氧弹装样品时,连接燃烧丝正确的操作方法是(D)(A)燃烧丝与坩埚壁和两电极接触(B)烧丝只与坩埚壁接触(C)燃烧丝与两电极接触并悬空不与试样接触(D)燃烧丝与两电极连接导通并与试样接触12.实验操作过程中,向内筒准确加入3000ml水,如果将部分水撒在外筒,其结果是(C)(A)对水当量无影响(B)对燃烧热无影响(C)对水当量或燃烧热有影响(D)对水当量或燃烧热无影响13.氧弹量热实验中,对于测量温度下列说法正确的是(D)(A)只能用热电堆(B)只能用贝克曼温度计(C)只能用热敏元件(D)三种都可以使用14.实验开始前,如果内筒里面的水没有檫干净就装水,对实验的影响下列正确的说法是(A)(A)有影响(B)无影响(C)会腐蚀氧弹量热计(D)不确定15.实验过程中,点火一分钟后,实验数据没有上升,正确的操作方法是(A)(A)停止实验,检查原因(B)重新点火进行实验(C)继续实验(D)将氧弹取出检查是否短路,如果没有短路再将氧弹放入内筒重新实验16.在安装氧弹量热计外筒内的搅拌桨时,如果搅拌桨与容器产生摩擦,对实验的影响错误的说法是(D)(A)△T误差增大(B)Q V误差增大(C)Q P误差增大(D)不考虑调节搅拌浆,摩擦不影响结果实验二溶解热的测定1.溶解热测定实验中,温差的修正可在哪种曲线上进行(A)(A)雷诺曲线(B)溶解度曲线(C)标准曲线(D)吸热——放热曲线2.溶解热实验中所用KNO3样品的粒度对实验结果(A)(A)有影响(B)无影响(C)无影响,但损坏搅拌器(D)不能肯定3.溶解热测定装置的基本原理是(A)(A)能量守恒定律(B)质量作用定律(C)基希霍夫定律(D)以上定律都实用4.积分溶解热对于物质的量的要求是(B)(A)(B)1mol(C)2mol(D)任意量5.本实验对量热计进行水当量标定采用的方法是(C)(A)标准物质法(B)`电位滴定法(C)电加热法(D)酸碱滴定法6.实验中将KNO3与水加入量热计内的摩尔数比为(B)(A)1:100(B)1:200(C)2:100(D)2:2007.向杜瓦瓶中加入水和加KNO3时,不小心撒出少部分,对于实验结果(B)(A)无影响(B)有影响(C)可对温度进行校正消除影响(D)无影响,仅对反应器外面有腐蚀8.用容量瓶准确量取多少蒸馏水倒入反应器(C)(A)100ml(B)300ml(C)500ml(D)1000ml9.将加样管插入加样口中加样时,加样操作要求(B)(A)匀速(B)迅速(C)缓慢(D)加一半,另一半留用10.电加热校正水当量时,△T温度变化值(C)(A)越大越好(B)越小越好(C)20C左右(D)不受限制11.积分溶解热的计算公式为Q=W×ΔT,式中的ΔT的正确说法是(B)(A)物质溶解热测量中经过热交换的量热计的温度变化(B)物质溶解热测量中经过热交换校正的量热计的温度变化(C)物质溶解热测量中经过热交换的量热计的实际温度值(D)物质溶解热测量中经过热交换的量热计的温度变化需要的时间12.测定积分溶解热的实验中常选用的测温技术正确的说法是(D)(A)只能用热电堆(B)只能用贝克曼温度计(C)只能用热敏元件(D)三种都可以使用13.本实验采用的是绝热式量热计,而反应器是杜瓦瓶,量热计与环境之间存在(B)(A)物质交换(B)热交换(C)气流交换(D)不能确定实验五二元液系相图1.根据测定的环己烷—乙醇体系的沸点—组成图,可以确定( A )(A)恒沸温度及恒沸组成;(B)恒压温度及恒压组成;(C)恒容温度及恒容组成;(D)大气压下体系的熔点。
物化实验答案
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饱和蒸气压的测定1.为什么平衡管 a;c 中的空气要赶净怎样判断空气已被赶净在实验过程中如何防止空气倒灌答:若空气不赶净测得的压力不是纯液体的饱和蒸气压;而是与空气的混合压力;它不能用克劳修斯-克拉贝龙方程来描述.在大气压下测定沸点;若几次例如三次测定值在误差范围之内≤0.05℃则可认为空气已被赶净.为防止空气倒灌;可在读取温度和压力数据后立即重新加热水浴;或迅速使系统减压.2.本实验的主要系统误差有哪些答: 1方法误差.在由克拉贝龙方程导出克劳修斯-克拉贝龙方程的过程中有 3 个近似. g l 即:将蒸气看作理想气;设 V m=RT/P;与气体摩尔体积相比;忽略液体的摩尔体积V m ; 在不太大的温度间隔内;将摩尔气化热看作常数. 2读取温度和压力不能同时. 3温度的测量不作校正;4四氯化碳不纯等.3.对教材第46页上提示2如何回答答:a:该平衡管对压力变化反应较灵敏;但由于液柱较细;容易发生倒灌.而且c管和b管液面上升和下降较快;两液面相平时的温度和压力不易读准;并且由于封闭液体量少;易因蒸气损失量大而影响实验. b:该平衡管制作简便;易装液;但空气不能排尽;且容易发生空气倒灌.在精度比较低的实验中可采用之. c:该平衡管制作比较精良;能较好地解决空气倒灌问题;并且由于 b 管比 c 管粗许多; 所以 b 管液面下降较慢;而 c 管液面上升较快;易判断两液面相平;温度和压力读数较准. 另外b;c 间封液较多;一般不会因蒸气量损失大而影响实验.也有人认为读数时 b 管与 c 管液面相平不易观察;对读数的可靠性造成一定影响;可能滞后.此问题可以讨论;也可以通过小实验验证 4.系统如何捡漏判断漏气的依据是什么答:将系统减压~50 kPa;关闭与安全瓶相连的活塞;观察系统压力变化.若系统压力不断增大则可判断系统漏气. 5.实验装置中缓冲瓶起什么作用答:使系统压力稳定;即使系统稍有漏气也不会对测量产生太大影响. 6.本实验中所用测量仪器的最小读数的精确度是多少用来表示平均摩尔汽化热的有效数字有几位答:本实验中所用温度传感器;最小分度0.1℃;可估计读到0.01℃;压力计最小读数是 0.01kpa;一般温度和压力读数都是 4 位有效数字;所以用来表示平均摩尔汽化热的有效数字也应当是 4 位. 7.实验测得的是特定压力下液体的实际沸点; 如何求得液体的正常沸点你得到的正常沸点是多少;并与文献值比较答:由实验得到的 lnp/p0~1/T 图上查出 ln1 下的 1/T 值;然后计算 T;或由实验上得到的 0 lnp/p = -A/T+b 公式计算 p=100kPa 下的 T 值在已知 A 和 b 的情况下 . 8.压力和温度测量都有随机误差; 试用最小二乘法求算lnp/p0=-vHm/RT+b=-A/T+b 直线的斜率及其误差;并由此求算vHm 值及其误差. 答:见实验教材第 24 页上的例题.以同样的方法对你的实验结果作误差分析. 9.四氯化碳是易燃物;在加热时应该注意什么问题答:所有接口都必须密封;加热温度不要太高;一般高出正常沸点2-3 度即可.双液体系沸点-成分图的绘制1.本实验中;气;液两相是怎样达成平衡的若冷凝管 D 处体积太大或太小;对测量有何影响答:在本实验采用的恒沸点仪中;利用冷凝回流的方法保持气;液两相的相对量一定;则体系温度一定;两相达平衡.若冷凝管 D 处的体积太大;则气相冷凝液不易更新;客观上会造成气相蒸汽分馏;影响气相的平衡成分测定;而过小;则会因积存液量少给取样测定带来困难.2.平衡时气;液两相温度应该不应该一样实际是否一样怎样防止温度的差异答:平衡时气;液两相温度应该一样;但实际上存在差异.气相温度存在梯度;且略低于液相.为防止差异可采用以下方法:给气相保温;如本实验那样;在恒沸点仪上部和支管处缠绕石棉绳;使温度计置气;液两相中量取两相的折中温度;在恒沸点仪设计上;在保证沸腾的液体不会溅到 D 处的条件下尽量缩短支管的长度和降低支管的位置. 3.查乙醇或环己烷在不同温度的折射率数据;估计其温度系数;如不恒温;对折射率的数据影响如何答:查书后乙醇;环己烷不同温度下折射率数据表;计算折射率温度系数 dn/dT.大多数液态有机物的 dn/dT 为负值;对乙醇其值约为-0.0004/℃;随温度的升高折射率降低. 4.温度计的水银球为什么一半浸在液体中;一半留在气相中答:为兼顾测量气;液两相的折中温度. 5.本实验中所用温度计的精确度是多少答:本实验中所用温度计为 1/10 温度计;最小分度0.1℃;可估计读到0.01℃. 6.讨论本实验的主要误差来源. 答:本实验的主要误差来源有: 1温度的测量.实际上测得的温度只是气相和液相的折中温度;并不是两相的平衡温度;且气相本身就存在温度梯度.另外;并不能完全保持蒸汽全回流;因而温度也就不能完全恒定. 2在取样分析过程中;成分可能有变化;从而使测得的折射率并非平衡相组成. 3折射率测定的恒温效果不好. 7.如何判断气;液相已达到平衡状态答:当体系温度恒定t≤±0.05℃时可判断气;液相已达到平衡状态. 8.实验时;若所吸取的蒸汽冷凝液挥发掉了;是否需要重新配制溶液答:一般不需要.再重新加热蒸馏;待积存足够的气相冷凝液时再取样分析即可;因体系可在新的条件下达新的平衡.但若需要原来的物系组成;则可在实验完成后;专门配制漏掉点的溶液进行测定. 9.该体系用普通蒸馏办法能否同时得到两种纯组分为什么答:不能.因该体系具有最低恒沸点;实际上将体系分为两个部分:乙醇-恒沸混合物和环己烷-恒沸混合物. 在每个部分内的溶液通过蒸馏只能得到相应的一种纯组分和恒沸混合物; 故不能同时得到两种纯组分.10.实验测得的溶液的沸点与标准大气压下的沸点是否一致若不一致;对沸点~成分图有何影响答:通常不一致;因为一般实验时的大气压并不等于标准大气压.不一致时;测得的同一成分溶液的沸点会稍偏高或偏低;可借用褚鲁统规则和克劳修斯-克拉贝龙方程导出的溶液沸点随大气压变化的关系式进行分析: t 标= t/℃+273.15 + t/℃/10 × 101325-P/Pa/101325 式中 t 标为校正到101325 Pa 下的正常沸点C°;t/℃为实验大气压 PPa下测得的沸点. 可见;若实验时的大气压不等于标准大气压;则沸点~成分图在温度轴上稍有平移. 11.为什么工业上常生产 95%的酒精只用精馏含水酒精的方法能否获得无水酒精答:因为乙醇与水的体系具有最低恒沸点78.15℃ ;恒沸混合物的组成含乙醇95.57%; 所以只能生产 95%的乙醇.只用精馏含水酒精的方法不能获得无水酒精.要想得到无水酒精; 可在 95.57%的乙醇中加入 CaO; 使之与其中的水反应生产 CaOH2;然后进行蒸馏方可.蔗糖的转化1.蔗糖的转化速率和哪些条件有关 + 答:蔗糖的转化速率与反应温度;蔗糖浓度;水的浓度;催化剂 H 离子浓度有关.2.如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋答:可有 4 种回答: 1能使偏振光的振动面顺时针方向旋转的为右旋物质;旋光度为正值;能使偏振光的振动面逆时针方向旋转的为左旋物质;旋光度为负值. 2先用蒸馏水调零;然后测试溶液.如果在测试中只有当检偏镜顺时针方向旋转时才能使视野中三分视界明暗相同; 则被测物质的旋光性为右旋; 若只有当检偏镜逆时针方向旋转时才能使视野中三分视界明暗相同;则被测物质的旋光性为左旋. 3看实验教材第229页上的叙述. 4将溶液稀释后测旋光度;若旋光度增大则为左旋;否则为右旋. 3.为什么配蔗糖溶液可用粗天平称量答: 因为反应过程中反应液的浓度是用旋光仪测定旋光度来跟踪的; 所以不必知道蔗糖溶液的准确浓度. 4.一级反应的特点是什么答:一级反应的特点是:反应的半衰期只与速率常数有关;而与反应物的起始浓度无关. t1/2=0.693/k;速率常数的量纲是时间的倒数. 5.已知蔗糖的αD =65.55°;设光源为钠光 D 线;旋光管长为20cm.试估计你所配的蔗糖和盐酸混合液的最初旋光角度是多少 20 20 答: 旋光物质的比旋光角可用下式计算: D =10α/LC 表示钠光黄线; α D 893nm 式中αD . 为比旋光角;α为测量值;L 为旋光管长度cm ;即光在液柱中所经过的距离;C 为溶质浓 3 度g/cm .比旋光角定义为:当光经过一个 10cm 长;每立方厘米溶液中含有 1 克旋光物质的液柱时所产生的旋光角. 20∵C=10g/50ml×1/2=0.1g/ml;蔗糖的αD =65.55°;L=20cm 20 ∴α=αDLC/10=65.55×20×0.1/10=13.11° 6.在数据处理中;由αt-t 曲线上读取等时间间隔 t 时的αt 值;这称为数据的"匀整";此法有何意义什么情况下采取此法答: 此法可使数据采集均匀; 既避免某些测量数据带来的偶然误差又可以避免对大量数据作20处理.此法适用于测量数据较多;作图点的密度较大的情况.时间间隔的取值应适宜;在允许的范围内均匀选取. 7.实验中我们用去离子水来校正旋光仪的零点; 蔗糖转化过程中所测的旋光度αt 是否需要零点校正为什么答:不需要.因为在数据处理中用到的都是旋光角之差;校正值会消掉;所以没必要对测量数据作零点校正. 8.旋光管的凸出部位有何用途答:一是加液用;二是可从此处赶走气泡. 9.α∞不准偏高或偏低对 k 有何影响答:α∞不准对 k 的影响可做如下误差分析: 由式lnαt-α∞=-kt+lnα0-α∞;可得k=1/tα∞/α0-α∞ + α∞/αt-α∞ .可以看出;因α∞是负值;所以若α∞测得值偏低则k 这里不考虑t;αt 和α0 的测量误差偏小;若α∞测得偏高则k 偏大. 10.估计本实验的误差;怎样减小实验误差答: 1根据蔗糖水解速度常数κ=1/t{lnα0-α∞- αt-α∞ }的相对误差分析;可得: t 2α 2α k/k = —— + —————————————— + —————————————— tα0-α∞lnα0-α∞- αt-α∞ αt-α∞lnα0-α∞- αt-α∞ 可见在反应初期;由于 t 值较小;时间测定的相对误差较大;随着反应的进行;αt 值不断减小;使αt-α∞值也不断减小;故由旋光度测定的相对误差增大. 2温度对 k 的影响可由阿累尼乌斯公式进行误差分析:k/k=Aexp-Ea/RT2-Aexp-Ea/RT1/Aexp-Ea/RT1=-Ea/R1/T2-1/T1-1 -1 -1 -1 若实验温度由 298K 偏高 1K;活化能 Ea=46024Jmol ;常数 R=8.314JK mol ;则将引起 k 值 6%的系统误差.可见;在动力学实验中;反应温度恒定十分重要;否则会引入较大的系统误差. 11.蔗糖溶液的初始浓度是否影响最后的旋光角α∞ 答:若不存在副反应;则最后的旋光角只与生成物的浓度有关;而生成物的浓度与蔗糖溶液的初始浓度有关.所以;蔗糖溶液的初始浓度会影响最后的旋光角α∞.乙酸乙酯皂化反应 1.配制乙酸乙酯溶液时;为什么在容量瓶中要事先加入适量的去离子水答:在容量瓶中事先加适量去离子水;可使乙酸乙酯滴入水中形成溶液;减少挥发. 2.将 NaOH 溶液稀释一倍的目的是什么答:测定κ0 时将 NaOH 溶液稀释一倍是为了使之与反应液中 NaOH 溶液初始浓度一致. 3.为什么乙酸乙酯与 NaOH 溶液的浓度必须足够的稀答:因为只有溶液足够稀;每种强电解质的电导率才与其浓度成正比;溶液的总电导率才等于组成溶液的各种电解质的电导率之和; 才可通过测定反应液的电导率来跟踪反应物浓度的变化. 4. 如果 NaOH 与 CH3COOC2H5 起始浓度不相同;试问其动力学方程式如何表示测得的k 值与本实验结果是否相同答:若乙酸乙酯与 NaOH 溶液的起始浓度不等;则应具体推导 k 的表达式.设 t 时生成物浓度为 x;则反应的动力学方程式为 dx/dt=ka-xb-x …1 令 NaOH 溶液起始浓度等于 a;乙酸乙酯溶液起始浓度等于 b. 当a≠b 时;将上式积分得:k=1/ta-blnba-x/ab-x …2 当 a>b 时;有: NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + CH3CH2OH t=0 a b 0 0 t=t a-x b-x x x t=∞ a-b 0 b b 则: k0=aA1 k∞=bA2+A1a-b kt=A1a-x+A2x ;得联立解之;得 x=bk0-kt/k0-k∞;代入式2k=1/ta-bln{ak0-k∞-bk0-kt/akt-k∞} k∞的测定:配制a-b浓度的 NaOH 和 b 浓度的 NaAc 混合溶液;在与反应相同条件下测其电导率. 当 b>a 时;有: NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + CH3CH2OH t=0 a b 0 0 t=t a-x b-x x x t=∞ 0 b-a a a 则: k0=aA1 k∞=aA2 kt=A1a-x+ A2x ;得联立解之;得x=ak0-kt/k0-k∞;代入式2 k=1/tb-aln{bk0-k∞-ak0-kt/bkt-k∞} k∞的测定:配制b-a浓度的乙酸乙酯;a 浓度的 NaAc 和 b 浓度的 CH3CH2OH 混合溶液;在相同条件下测其电导率. 以 ln{bk0-k∞-ak0-kt/bkt-k∞}对 t 作图得一直线;由直线斜率求 k. 从得到的动力学方程可以看出;二级反应的速率常数与初始浓度有关.当 a;b 相等时; 速率常数与初始浓度成反比. 5.若实验中用二次水代替电导水可能会产生的影响是什么 -1 答:通常二次水中含有杂质电导率一般在 10-5 Scm ;如从空气中溶入的 CO2 和一般玻璃器皿上溶下来的离子;将会影响电导率的测量.但在实际的计算过程中;水的电导率 kw 的 -1 影响可被消掉.本实验中用去离子水代替电导水;二者的电导率相近;约为 10-6 Scm ;即 -1 10-3 mScm 在本实验的测量精度以下;故不会对结果产生影响. 6.反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念; 反应级数只能通过实验来确定. 试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应应为二级反应答:设乙酸乙酯皂化反应为二级反应;可得到速率方程的积分式.若反应物浓度相等;并设为 a;则有:k=1/tx/aa-x .可用两种方法来验证: 1在反应的不同时刻取样;并立即终止反应;然后用化学分析方法测定某反应物或生成物的浓度;并将测得数据代入方程计算 k 值.若 k 值为常数;则可判定反应为二级; 2用物理化学分析法测定反应进程中某物理量如电导率的变化;根据推导出的含有所测物理量的速率方程作图.若得直线;则可判定反应为二级. 7.如果乙酸乙酯和 NaOH 溶液均为浓溶液;试问能否用此法求得 k 值答:不能.因为浓溶液中强电解质的电导率不与其浓度成正比;失去得到此动力学方程的前提;所以不能求得 k 值.8.本实验为什么可以用测得的反应液的电导率来代替浓度变化答:因为本实验的反应液中只有 NaOH 和 NaAc 两种强电解质;并且 OH-离子的电导率比 Ac-离子的电导率大许多.在反应溶液的浓度相当低的条件下;可近似地认为溶液的电导率与 OH-离子的浓度成正比;所以可用测得的反应液的电导率来代替浓度变化. 9.为什么本实验要求反应液一混合就开始记时此时反应液中的 a 应为多少答: 因为本实验的速率方程积分式为: k=k0-kt /kat + k∞ ; kt~k0-kt/t 直线的斜率 m=1/ka 由知;k=1/ma;即速率常数 k 与起始浓度成反比.所以必须一混合就开始记时;此时反应液中各反应物溶液的浓度为原溶液浓度的 1/2. 10.乙酸乙酯皂化反应为吸热反应;试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果答:将反应物溶液预先在恒温槽中恒温 10 分钟;然后取出迅速混合均匀;淋洗电极并将溶液倒入已恒温的大试管中进行测量;在处理数据时;舍去前 8 分钟的数据;用 8-40 分钟内的数据作直线拟合. 11.本实验为何要在恒温条件下进行而且乙酸乙酯和 NaOH 溶液混合前都要恒温答:因为乙酸乙酯皂化反应为吸热反应;反应速率常数是温度的函数;所以必须恒温.乙酸乙酯和 NaOH 溶液混合前都恒温为的是使反应液尽快达到反应温度. 12.各溶液在恒温及操作中为什么要塞好塞子答:一是防止乙酸乙酯挥发;二是防止 NaOH 溶液吸收空气中的 CO2;改变其浓度. 13.在保证电导率与离子浓度成正比的前提下;乙酸乙酯和NaOH溶液的浓度高些好还是低些好答:高些好.因为这样电导率变化值大;测量的相对误差小. 14.二级反应的特点是什么答: 对反应物浓度相同的二级反应; 其特点是: 1 半衰期与反应物初始浓度成反比;1/2=1/ka; t 2速率常数的量纲是浓度-1时间-1.电动势的测定及其应用 1.电池的电动势为什么不能直接用伏特计测量答:因为伏特计与电池连接后便构成了回路;电池中有电流通过.电流会引起化学变化;因而使电极极化;溶液浓度发生变化;电池的电势不能保持稳定.另外;电池本身有内阻;因而有电位降;所以伏特计量得的电位降不等于电池的电动势. 2.为何测电动势要用对消法;对消法的原理是什么答:利用对消法可在电池无电流或极小电流通过时测其两极间的静态电势.此时电池反应在接近可逆的条件下进行;测得的的电势降为电池的平衡电势;即电动势. 对消法原理可由线路示意图说明:见教材第 111 页 3.怎样计算标准电极势 "标准"是指什么条件答: 将待测电极与标准电极或参比电极组成电池并测定电池电动势; 然后利用电池和电极的能斯特方程便可计算待测电极的标准电极势;即E=φ 右-φ 左=φ 右°-RT/nFlnane/aoe-φ 参比φ 右°=E + RT/nFlnane/aoe+φ 参比 "标准"是指一定温度下水溶液中;各离子活度等于 1气体为逸度等于 1时的电动势.通常是指25℃时的值. 4.测电动势为何要用盐桥如何选用盐桥以适应不同的体系答:使用盐桥是为了消除或减小液接电势.因当两种不同的溶液衔接时;在其界面处必因离子扩散速度不同而产生液接电势. 选择盐桥的原则是: 1 盐桥溶液的浓度必须大大高于待测溶液的浓度; 2 盐桥溶液与待测液的接界面必须保持稳定;避免明显对流破坏界面盐桥口为多孔陶瓷塞或石棉纤维液接界; 3 不能与待测溶液发生化学反应; 4 正;负离子迁移速率接近. 盐桥内除用 KCl 外;也可用其它正负离子迁移数相近的盐类;如 KNO3;NH4NO3 等.具体 2+ + 选择时应防止盐桥中离子与电池溶液发生反应;如电池溶液中含有 Ag 离子或 Hg2 离子;为避免产生沉淀则不能使用 KCl 盐桥;应选用 KNO3 或 NH4NO3 盐桥. 见教材第 232 页 5.怎样才能又快又好地测定原电池的电动势答: 原电池的电动势应该在接近可逆条件下进行测定; 但在实验过程中不可能一下子找到平衡点;因此在电池中总会有或大或小的电流通过而产生极化现象即电极电势偏离平衡电势 .当外电压大于电动势时;原电池相当于电解池;极化结果使电位增加;相反;原电池放电极化;使电位降低.这种极化结果会使电极表面状态发生变化;此种变化即使在断路后也难以复原;从而造成电动势测量值不能恒定.因此在实验中应先估计所测电池的电动势; 将各旋钮先置估计值再找平衡点; 这样可避免调节过程中因产生大电流而使电极极化; 可又快又好地测得结果. 6.Zn 电极为什么要汞齐化答:金属电极的电极电势往往由于金属表面的活性变化而不稳定.Zn 是活泼金属;其电极 ;在水溶液中 H+离子会在 Zn 电极表面上放电产生H2↑.为了获得电势低于零-0.7628V 稳定的电极电势;常用电极电势较高的汞将 Zn 电极表面汞齐化即形成汞合金 ;这样在电极表面就不会产生氢气泡.另一目的是消除金属表面机械应力不同的影响; 使其获得重复性较好的电极电势. 汞齐化时间不宜太长; 只要将打磨好并洗净的锌电极插入饱和的硝酸亚汞Hg2NO32 溶液中 3-5 秒钟即可拿出;否则形成的汞齐膜太厚而改变电极电势. 7.为什么开始测电动势时数据总是不稳定答:因电极与溶液建立起电化学平衡需要一定的时间. 8.在AgCl溶度积测定实验中制备饱和AgCl溶液时;为什么AgNO3只能加一;两滴而不能多加答:加一;两滴 0.1M 的硝酸银溶液能产生雾状沉淀即可.氯化银沉淀产生太多一方面消耗氯离子;另一方面氯化银吸附在电极表面影响电极电势;所以不能多加.溶液表面吸附的测定 1.影响本实验好坏的关键因素是什么如果气泡出得很快;或两三个一起出来;对结果有什么影响答:关键因素是毛细管必须洁净.如果气泡出得太快;或两三个一起出来;将会使压力计两液面升降变化太快且不规律;p 测不准;对溶液来说;因为溶质扩散速度慢;在表面的吸附来不及达到平衡;这样就会使测得的溶液表面张力偏大. 因为正丁醇水溶液的表面张力随溶液浓度的增加而减小;当吸附平衡时溶液表面浓度增大;表面张力减小;若表面吸附未达平衡;则溶液表面浓度小;表面张力下降少;故测得的表面张力偏大.2.毛细管尖端为何要刚好接触液面答:因为只有毛细管尖端刚好接触液面时;外压才等于大气压 p0;从压力计上读出的高度差 . 才是毛细管内部和外部的压力差p=p 内- p03. 实验中为什么要读取最大压力差答:在最大气泡法测液体表面张力实验中;当气泡与液体达平衡时;液体中毛细管口气泡的曲率半径与凹液面下的附加压力 p 之间满足关系式: p=2γ/r; 此时气泡的弯曲半径最小; 附加压力 p 最大.而这个 p 我们是通过外加压力差p′来测量的通过水柱差 ;即以平衡打破的瞬间压差反映平衡时的附加压力 p.故实验中要读取水柱的最大压力差.如果能用已知表面张力的液体作为标准测定出毛细管常数; 那么在相同条件下通过测定不同液体的最大压力差就可得到表面张力.4.在本实验中Γ~c 图形应该是怎样的答:Γ~c 图形应该是:随着溶液浓度的增加Γ逐渐增加.开始时;Γ 随 c 增加得很快;Γ~ c 图形的斜率大;随后斜率逐渐减小;并逐渐接近于零.这也可从Γ=Γ∞Kc/1+Kc看出;当 Kc<>1 时;Γ=Γ∞;曲线斜率等于零;Γ等于饱和吸附量. 5.本实验结果准确与否取决于哪些因素答: 实验数据准确与否关键在于毛细管是否洁净; 另外还与毛细管尖端是否与液面刚好相切; 管口是否平整;出泡速率是否调节合适;读取压力是否正确以及温度等因素有关.实验最后结果准确与否则与作图有很大关系.本实验的作图误差很大;特别是作曲线切线的误差. 6.测量前如果压力计中两边液面不一样高;对测量结果有何影响答:有时由于毛细现象毛细管内液面高于外部;这并不影响测量结果.将系统通大气则内外液面可持平;另在测量时;给毛细管内进气也可将液面压至管口与外部相平;此时内外压力相等. 即使系统通大气时压力计两边液面仍不一样高; 只要在测量时读取两臂最高和最低压力求其压力差就对测量结果无影响. 8.毛细管内径均匀与否对结果有无影响答:无影响;主要毛细管管口要平整. 9.压力计中的液体是否可以用汞答:不可以.因为汞的密度大;由表面张力引起的压力计液面上升或下降变化微小;压力测量的相对误差会很大.黏度法测定高聚物相对分子量 1.三管黏度计有什么优点;本实验能否采用双管黏度计去掉 C 管答:三管黏度计的结构特点使它具有以下优点: 1由于增加了C 管;可使毛细管出口与大气相通.这样;毛细管内的液体形成一个悬空液柱;液体流出毛细管下端时即沿管壁流下;可保证出口处为层流而避免产生涡流. 2液柱高度与 A 管内液面高度无关;因此每次加入试样的体积不必恒定. 3 A 管体积。
物理化学实验课后习题答案
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物理化学实验课后习题答案1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?如何保护及正确使用?答:(1)电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置,能直接给出待测电池的电动势值,测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短,以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。
(2)标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。
(3)检流计用来检验电动势是否对消,在测量过程中,若发现检流计受到冲击,应迅速按下短路按钮,以保护检流计。
检流计在搬动过程中,将分流器旋钮置于“短路”。
(4)工作电池(稳压电源)电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。
3.电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?答:电位差计:利用补偿法测定被测电极电动势;标准电池:提供稳定的已知数值的电动势EN,以此电动势来计算未知电池电动势。
检流计:指示通过电路的电流是否为零;工作电池:为整个电路提供电源,其值不应小于标准电池或待测电池的值。
4.测电动势为何要用盐桥?如何选用盐桥以适合不同的体系?答:(1)对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。
(2)选择盐桥中电解质的要求是:①高浓度(通常是饱和溶液);②电解质正、负离子的迁移速率接近相等;③不与电池中的溶液发生反应。
具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应,如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO-离子,则不可使用KCl盐桥,应选用KNO3或NH4NO3盐桥。
5.在测定电动势过程中,若检流计的指针总往一个方向偏转,可能是什么原因?答:若调不到零点,可能的原因有:(1)电池(包括工作电池、标准电池和待测电池)的正负极接反了;(2)电路中的某处有断路;(3)标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势,超出了测量范围。
4.为何本实验要在恒温条件下进行,而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先恒温?答:温度对反应速率常数k影响很大,故反应过程应在恒温条件下进行。
物化实验思考题答案
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物化实验思考题实验一1、凝固点降低法在什么条件下适用?答案:在稀溶液且溶质在溶液中不发生解离或缔合的情况下适用。
【用凝固点降低法测定相对分子质量选择溶剂时应考虑哪些因素?答案:首先要能很好的溶解溶质当溶质在溶液里有解离、缔合、溶剂化或形成配合物等情况时不适用一般只适用于强电解质稀溶液。
其次凝固点不应太高或太低应在常温下易达到。
如水、苯、环己烷等。
】2、凝固点降低法测定摩尔质量为什么会产生过冷现象?如何控制过冷程度?答案:过冷现象是由于溶解在溶液中的溶质在温度降到凝固点以后,没有晶体析出而达到过饱和状态的现象。
原因是刚刚析出的固体颗粒小,比表面积大,表面吉布斯函数高。
为了控制过冷程度,因而寒剂的温度不能大大低于待测的凝固点,而且在凝固点附近时应该加速搅拌。
当过冷后温度回升,立即改用原先较缓慢的搅拌方式。
3、根据什么原则考虑加入溶质的量,太多或太少会有何影响?答案:根据稀溶液依数性,溶质加入量要少,而对于称量相对精密度来说,溶质又不能太少。
实验二1、在实验步骤1中配置1、2、3号样品时,加入的各物质的量是否准确对分配系数的测定结果有无影响?答案:1,2号样品对分配系数的测量没有影响,分配系数为两相对浓度的比值,不准确不影响测量。
2、滴定CCl4层中的I2时,为何要先加入KI溶液?此处加入的KI溶液的多少对实验结果有没有影响?答案:用KI可以有助于CC14中的I2被提取到水层,有利于Na2SO3的滴定顺利进行;无影响。
实验三1、本实验如何达到汽液两相平衡?答案:在实验条件下,液相的饱和蒸气压与气相的压力相等时,两相就达到平衡了。
2、若沸点仪中冷凝管底部的小球体积过大或过小,对测量有何影响?答案:若体积过大,冷凝回流回来的液体不能回到溶液中,使得所测得的不是此溶液的气相组成,而是偏向于分馏,影响实验结果;若体积过小,则小球室里面的液体量不足,不够测2次(或有些实验要求测3次)折射率,从而会加大实验的偶然误差。
物化实验答案

饱和蒸气压的测定1.为什么平衡管 a,c 中的空气要赶净怎样判断空气已被赶净在实验过程中如何防止空气倒灌答:若空气不赶净测得的压力不是纯液体的饱和蒸气压,而是与空气的混合压力,它不能用克劳修斯-克拉贝龙方程来描述.在大气压下测定沸点,若几次(例如三次)测定值在误差范围之内(≤0.05℃)则可认为空气已被赶净.为防止空气倒灌,可在读取温度和压力数据后立即重新加热水浴,或迅速使系统减压.2.本实验的主要系统误差有哪些答: (1)方法误差.在由克拉贝龙方程导出克劳修斯-克拉贝龙方程的过程中有 3 个近似. g l 即:将蒸气看作理想气,设 V m=RT/P;与气体摩尔体积相比,忽略液体的摩尔体积(V m) ; 在不太大的温度间隔内,将摩尔气化热看作常数. (2)读取温度和压力不能同时. (3)温度的测量不作校正;(4)四氯化碳不纯等.3.对教材第46页上提示2如何回答答:a:该平衡管对压力变化反应较灵敏,但由于液柱较细,容易发生倒灌.而且c管和b 管液面上升和下降较快,两液面相平时的温度和压力不易读准,并且由于封闭液体量少,易因蒸气损失量大而影响实验. b:该平衡管制作简便,易装液,但空气不能排尽,且容易发生空气倒灌.在精度比较低的实验中可采用之. c:该平衡管制作比较精良,能较好地解决空气倒灌问题,并且由于 b 管比 c 管粗许多, 所以 b 管液面下降较慢,而 c 管液面上升较快,易判断两液面相平,温度和压力读数较准. 另外 b,c 间封液较多,一般不会因蒸气量损失大而影响实验.(也有人认为读数时 b 管与 c 管液面相平不易观察,对读数的可靠性造成一定影响,可能滞后.此问题可以讨论,也可以通过小实验验证)4.系统如何捡漏判断漏气的依据是什么答:将系统减压~50 kPa,关闭与安全瓶相连的活塞,观察系统压力变化.若系统压力不断增大则可判断系统漏气.5.实验装置中缓冲瓶起什么作用答:使系统压力稳定,即使系统稍有漏气也不会对测量产生太大影响.6.本实验中所用测量仪器的最小读数的精确度是多少用来表示平均摩尔汽化热的有效数字有几位答:本实验中所用温度传感器,最小分度0.1℃,可估计读到0.01℃;压力计最小读数是 0.01kpa;一般温度和压力读数都是 4 位有效数字,所以用来表示平均摩尔汽化热的有效数字也应当是 4 位. 7.实验测得的是特定压力下液体的实际沸点, 如何求得液体的正常沸点你得到的正常沸点是多少,并与文献值比较答:由实验得到的 ln(p/p0)~1/T 图上查出 ln1 下的 1/T 值,然后计算 T;或由实验上得到的 0 ln(p/p )= -A/T+b 公式计算 p=100kPa 下的 T 值(在已知 A 和 b 的情况下) . 8.压力和温度测量都有随机误差, 试用最小二乘法求算 ln(p/p0)=-vHm/RT+b=-A/T+b 直线的斜率及其误差,并由此求算vHm 值及其误差. 答:见实验教材第 24 页上的例题.以同样的方法对你的实验结果作误差分析. 9.四氯化碳是易燃物,在加热时应该注意什么问题答:所有接口都必须密封,加热温度不要太高,一般高出正常沸点2-3 度即可.双液体系沸点-成分图的绘制1.本实验中,气,液两相是怎样达成平衡的若冷凝管 D 处体积太大或太小,对测量有何影响答:在本实验采用的恒沸点仪中,利用冷凝回流的方法保持气,液两相的相对量一定,则体系温度一定,两相达平衡.若冷凝管 D 处的体积太大,则气相冷凝液不易更新,客观上会造成气相蒸汽分馏,影响气相的平衡成分测定;而过小,则会因积存液量少给取样测定带来困难.2.平衡时气,液两相温度应该不应该一样实际是否一样怎样防止温度的差异答:平衡时气,液两相温度应该一样,但实际上存在差异.气相温度存在梯度,且略低于液相.为防止差异可采用以下方法:给气相保温,如本实验那样,在恒沸点仪上部和支管处缠绕石棉绳;使温度计置气,液两相中量取两相的折中温度;在恒沸点仪设计上,在保证沸腾的液体不会溅到 D 处的条件下尽量缩短支管的长度和降低支管的位置. 3.查乙醇或环己烷在不同温度的折射率数据,估计其温度系数,如不恒温,对折射率的数据影响如何答:查书后乙醇,环己烷不同温度下折射率数据表,计算折射率温度系数 dn/dT.大多数液态有机物的 dn/dT 为负值,对乙醇其值约为-0.0004/℃,随温度的升高折射率降低. 4.温度计的水银球为什么一半浸在液体中,一半留在气相中答:为兼顾测量气,液两相的折中温度. 5.本实验中所用温度计的精确度是多少答:本实验中所用温度计为 1/10 温度计,最小分度0.1℃,可估计读到0.01℃. 6.讨论本实验的主要误差来源. 答:本实验的主要误差来源有: (1)温度的测量.实际上测得的温度只是气相和液相的折中温度,并不是两相的平衡温度,且气相本身就存在温度梯度.另外,并不能完全保持蒸汽全回流,因而温度也就不能完全恒定. (2)在取样分析过程中,成分可能有变化,从而使测得的折射率并非平衡相组成. (3)折射率测定的恒温效果不好. 7.如何判断气,液相已达到平衡状态答:当体系温度恒定(t≤±0.05℃)时可判断气,液相已达到平衡状态. 8.实验时,若所吸取的蒸汽冷凝液挥发掉了,是否需要重新配制溶液答:一般不需要.再重新加热蒸馏,待积存足够的气相冷凝液时再取样分析即可,因体系可在新的条件下达新的平衡.但若需要原来的物系组成,则可在实验完成后,专门配制漏掉点的溶液进行测定. 9.该体系用普通蒸馏办法能否同时得到两种纯组分为什么答:不能.因该体系具有最低恒沸点,实际上将体系分为两个部分:乙醇-恒沸混合物和环己烷-恒沸混合物. 在每个部分内的溶液通过蒸馏只能得到相应的一种纯组分和恒沸混合物, 故不能同时得到两种纯组分.10.实验测得的溶液的沸点与标准大气压下的沸点是否一致若不一致,对沸点~成分图有何影响答:通常不一致,因为一般实验时的大气压并不等于标准大气压.不一致时,测得的同一成分溶液的沸点会稍偏高或偏低,可借用褚鲁统规则和克劳修斯-克拉贝龙方程导出的溶液沸点随大气压变化的关系式进行分析: t 标= t/℃+(273.15 + t/℃)/10 × (101325-P/Pa)/101325 式中 t 标为校正到101325 Pa 下的正常沸点(C°),t/℃为实验大气压 P(Pa)下测得的沸点. 可见,若实验时的大气压不等于标准大气压,则沸点~成分图在温度轴上稍有平移. 11.为什么工业上常生产 95%的酒精只用精馏含水酒精的方法能否获得无水酒精答:因为乙醇与水的体系具有最低恒沸点(78.15℃) ,恒沸混合物的组成含乙醇95.57%, 所以只能生产 95%的乙醇.只用精馏含水酒精的方法不能获得无水酒精.要想得到无水酒精, 可在 95.57%的乙醇中加入 CaO, 使之与其中的水反应生产 Ca(OH)2,然后进行蒸馏方可.蔗糖的转化1.蔗糖的转化速率和哪些条件有关 + 答:蔗糖的转化速率与反应温度,蔗糖浓度,水的浓度,催化剂 H 离子浓度有关.2.如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋答:可有 4 种回答: (1)能使偏振光的振动面顺时针方向旋转的为右旋物质,旋光度为正值;能使偏振光的振动面逆时针方向旋转的为左旋物质,旋光度为负值.(2)先用蒸馏水调零,然后测试溶液.如果在测试中只有当检偏镜顺时针方向旋转时才能使视野中三分视界明暗相同, 则被测物质的旋光性为右旋; 若只有当检偏镜逆时针方向旋转时才能使视野中三分视界明暗相同,则被测物质的旋光性为左旋. (3)看实验教材第229页上的叙述. (4)将溶液稀释后测旋光度,若旋光度增大则为左旋,否则为右旋. 3.为什么配蔗糖溶液可用粗天平称量答: 因为反应过程中反应液的浓度是用旋光仪测定旋光度来跟踪的, 所以不必知道蔗糖溶液的准确浓度. 4.一级反应的特点是什么答:一级反应的特点是:反应的半衰期只与速率常数有关,而与反应物的起始浓度无关. (t1/2=0.693/k,速率常数的量纲是时间的倒数. ) 5.已知蔗糖的[α]D =65.55°,设光源为钠光 D 线,旋光管长为 20cm.试估计你所配的蔗糖和盐酸混合液的最初旋光角度是多少 20 20 答: 旋光物质的比旋光角可用下式计算: D =10α/LC 表示钠光黄线, [α] (D 893nm) 式中[α]D . 为比旋光角;α为测量值;L 为旋光管长度(cm) ,即光在液柱中所经过的距离;C 为溶质浓 3 度(g/cm ) .比旋光角定义为:当光经过一个10cm 长,每立方厘米溶液中含有 1 克旋光物质的液柱时所产生的旋光角. 20 ∵C=10g/50ml×1/2=0.1g/ml,蔗糖的[α]D =65.55°,L=20cm 20 ∴α=[α]D LC/10=65.55×20×0.1/10=13.11° 6.在数据处理中,由αt-t 曲线上读取等时间间隔 t 时的αt 值,这称为数据的"匀整",此法有何意义什么情况下采取此法答: 此法可使数据采集均匀, 既避免某些测量数据带来的偶然误差又可以避免对大量数据作20处理.此法适用于测量数据较多,作图点的密度较大的情况.时间间隔的取值应适宜,在允许的范围内均匀选取. 7.实验中我们用去离子水来校正旋光仪的零点, 蔗糖转化过程中所测的旋光度αt 是否需要零点校正为什么答:不需要.因为在数据处理中用到的都是旋光角之差,校正值会消掉,所以没必要对测量数据作零点校正. 8.旋光管的凸出部位有何用途答:一是加液用,二是可从此处赶走气泡. 9.α∞不准(偏高或偏低)对 k 有何影响答:α∞不准对 k 的影响可做如下误差分析: 由式 ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞),可得k=1/t[α∞/(α0-α∞) + α∞/(αt-α∞)] .可以看出,因α∞是负值,所以若α∞测得值偏低则k (这里不考虑 t,αt 和α0 的测量误差) 偏小;若α∞测得偏高则k 偏大. 10.估计本实验的误差,怎样减小实验误差答: (1)根据蔗糖水解速度常数κ=1/t{ln[(α0-α∞)-( αt-α∞ )]}的相对误差分析,可得: t 2α 2α k/k = —— + —————————————— + —————————————— t (α0-α∞)ln[(α0-α∞)-( αt-α∞ )] (αt-α∞)ln[(α0-α∞)-( αt-α∞ )] 可见在反应初期,由于 t 值较小,时间测定的相对误差较大;随着反应的进行,αt 值不断减小,使αt-α∞值也不断减小,故由旋光度测定的相对误差增大. (2)温度对 k 的影响可由阿累尼乌斯公式进行误差分析:k/k=[Aexp(-Ea/RT2)-Aexp(-Ea/RT1)]/[Aexp(-Ea/RT1)]=[-Ea/R(1/T2-1/T1)]-1 -1 -1 -1 若实验温度由 298K 偏高 1K,活化能 Ea=46024Jmol ,常数R=8.314JK mol ,则将引起 k 值 6%的系统误差.可见,在动力学实验中,反应温度恒定十分重要,否则会引入较大的系统误差. 11.蔗糖溶液的初始浓度是否影响最后的旋光角α∞ 答:若不存在副反应,则最后的旋光角只与生成物的浓度有关,而生成物的浓度与蔗糖溶液的初始浓度有关.所以,蔗糖溶液的初始浓度会影响最后的旋光角α∞.乙酸乙酯皂化反应 1.配制乙酸乙酯溶液时,为什么在容量瓶中要事先加入适量的去离子水答:在容量瓶中事先加适量去离子水,可使乙酸乙酯滴入水中形成溶液,减少挥发. 2.将 NaOH 溶液稀释一倍的目的是什么答:测定κ0 时将 NaOH溶液稀释一倍是为了使之与反应液中 NaOH 溶液初始浓度一致. 3.为什么乙酸乙酯与 NaOH 溶液的浓度必须足够的稀答:因为只有溶液足够稀,每种强电解质的电导率才与其浓度成正比,溶液的总电导率才等于组成溶液的各种电解质的电导率之和, 才可通过测定反应液的电导率来跟踪反应物浓度的变化. 4. 如果 NaOH 与 CH3COOC2H5 起始浓度不相同,试问其动力学方程式如何表示测得的k 值与本实验结果是否相同答:若乙酸乙酯与 NaOH 溶液的起始浓度不等,则应具体推导 k 的表达式.设 t 时生成物浓度为 x,则反应的动力学方程式为 dx/dt=k(a-x)(b-x) …(1) 令 NaOH 溶液起始浓度等于 a,乙酸乙酯溶液起始浓度等于 b. 当a≠b 时,将上式积分得:k=[1/t(a-b)]ln[b(a-x)/a(b-x)] …(2) 当 a>b 时,有: NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + CH3CH2OH t=0 a b 0 0 t=t a-x b-x x x t=∞ a-b 0 b b 则: k0=aA1 k∞=bA2+A1(a-b) kt=A1(a-x)+A2x ,得联立解之,得 x=b(k0-kt)/(k0-k∞),代入式(2) k=[1/t(a-b)]ln{[a(k0-k∞)-b(k0-kt)]/a(kt-k∞)} k∞的测定:配制(a-b)浓度的 NaOH 和 b 浓度的 NaAc 混合溶液,在与反应相同条件下测其电导率. 当 b>a 时,有: NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + CH3CH2OH t=0 a b 0 0 t=t a-x b-x x x t=∞ 0 b-a a a 则: k0=aA1 k∞=aA2 kt=A1(a-x)+ A2x ,得联立解之,得 x=a(k0-kt)/(k0-k∞),代入式(2)k=[1/t(b-a)]ln{[b(k0-k∞)-a(k0-kt)]/b(kt-k∞)} k∞的测定:配制(b-a)浓度的乙酸乙酯,a 浓度的 NaAc 和 b 浓度的 CH3CH2OH 混合溶液,在相同条件下测其电导率. 以 ln{[b(k0-k∞)-a(k0-kt)]/b(kt-k∞)}对 t 作图得一直线,由直线斜率求 k. 从得到的动力学方程可以看出,二级反应的速率常数与初始浓度有关.当 a,b 相等时, 速率常数与初始浓度成反比. 5.若实验中用二次水代替电导水可能会产生的影响是什么 -1 答:通常二次水中含有杂质(电导率一般在 10-5 Scm ),如从空气中溶入的 CO2 和一般玻璃器皿上溶下来的离子,将会影响电导率的测量.但在实际的计算过程中,水的电导率 kw 的 -1 影响可被消掉.本实验中用去离子水代替电导水,二者的电导率相近,约为 10-6 Scm ,即 -1 10-3 mScm (在本实验的测量精度以下),故不会对结果产生影响. 6.反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念, 反应级数只能通过实验来确定. 试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应应为二级反应答:设乙酸乙酯皂化反应为二级反应,可得到速率方程的积分式.若反应物浓度相等,并设为 a,则有:k=(1/t)[x/a(a-x)] .可用两种方法来验证: (1)在反应的不同时刻取样,并立即终止反应,然后用化学分析方法测定某反应物或生成物的浓度,并将测得数据代入方程计算 k 值.若 k 值为常数,则可判定反应为二级; (2)用物理化学分析法测定反应进程中某物理量(如电导率)的变化,根据推导出的含有所测物理量的速率方程作图.若得直线,则可判定反应为二级. 7.如果乙酸乙酯和 NaOH 溶液均为浓溶液,试问能否用此法求得 k 值答:不能.因为浓溶液中强电解质的电导率不与其浓度成正比,失去得到此动力学方程的前提,所以不能求得 k 值. 8.本实验为什么可以用测得的反应液的电导率来代替浓度变化答:因为本实验的反应液中只有 NaOH 和 NaAc 两种强电解质,并且 OH-离子的电导率比 Ac-离子的电导率大许多.在反应溶液的浓度相当低的条件下,可近似地认为溶液的电导率与 OH-离子的浓度成正比,所以可用测得的反应液的电导率来代替浓度变化. 9.为什么本实验要求反应液一混合就开始记时此时反应液中的 a 应为多少答: 因为本实验的速率方程积分式为: k=(k0-kt )/kat + k∞ , kt~(k0-kt)/t 直线的斜率 m=1/ka 由知,k=1/ma,即速率常数 k 与起始浓度成反比.所以必须一混合就开始记时,此时反应液中各反应物溶液的浓度为原溶液浓度的 1/2. 10.乙酸乙酯皂化反应为吸热反应,试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果答:将反应物溶液预先在恒温槽中恒温 10 分钟,然后取出迅速混合均匀,淋洗电极并将溶液倒入已恒温的大试管中进行测量;在处理数据时,舍去前 8 分钟的数据,用 8-40 分钟内的数据作直线拟合. 11.本实验为何要在恒温条件下进行而且乙酸乙酯和 NaOH 溶液混合前都要恒温答:因为乙酸乙酯皂化反应为吸热反应;反应速率常数是温度的函数,所以必须恒温.乙酸乙酯和 NaOH 溶液混合前都恒温为的是使反应液尽快达到反应温度. 12.各溶液在恒温及操作中为什么要塞好塞子答:一是防止乙酸乙酯挥发,二是防止NaOH 溶液吸收空气中的 CO2,改变其浓度. 13.在保证电导率与离子浓度成正比的前提下,乙酸乙酯和NaOH溶液的浓度高些好还是低些好答:高些好.因为这样电导率变化值大,测量的相对误差小. 14.二级反应的特点是什么答: 对反应物浓度相同的二级反应, 其特点是: 1) ( 半衰期与反应物初始浓度成反比,1/2=1/ka; t (2)速率常数的量纲是[浓度]-1[时间]-1.电动势的测定及其应用 1.电池的电动势为什么不能直接用伏特计测量答:因为伏特计与电池连接后便构成了回路,电池中有电流通过.电流会引起化学变化,因而使电极极化,溶液浓度发生变化,电池的电势不能保持稳定.另外,电池本身有内阻,因而有电位降,所以伏特计量得的电位降不等于电池的电动势. 2.为何测电动势要用对消法,对消法的原理是什么答:利用对消法可在电池无电流(或极小电流)通过时测其两极间的静态电势.此时电池反应在接近可逆的条件下进行,测得的的电势降为电池的平衡电势,即电动势. 对消法原理可由线路示意图说明:见教材第 111 页 3.怎样计算标准电极势 "标准"是指什么条件答: 将待测电极与标准电极或参比电极组成电池并测定电池电动势, 然后利用电池和电极的能斯特方程便可计算待测电极的标准电极势,即 E=φ右-φ左=φ右°-RT/nFln(ane/aoe)-φ参比φ右°=E + RT/nFln(ane/aoe)+φ参比 "标准"是指一定温度下水溶液中,各离子活度等于 1(气体为逸度等于 1)时的电动势. 通常是指25℃时的值. 4.测电动势为何要用盐桥如何选用盐桥以适应不同的体系答:使用盐桥是为了消除或减小液接电势.因当两种不同的溶液衔接时,在其界面处必因离子扩散速度不同而产生液接电势. 选择盐桥的原则是: (1) 盐桥溶液的浓度必须大大高于待测溶液的浓度; (2) 盐桥溶液与待测液的接界面必须保持稳定,避免明显对流破坏界面(盐桥口为多孔陶瓷塞或石棉纤维液接界); (3) 不能与待测溶液发生化学反应; (4) 正,负离子迁移速率接近. 盐桥内除用 KCl 外,也可用其它正负离子迁移数相近的盐类,如 KNO3,NH4NO3 等.具体2+ + 选择时应防止盐桥中离子与电池溶液发生反应,如电池溶液中含有 Ag 离子或 Hg2 离子,为避免产生沉淀则不能使用 KCl 盐桥,应选用 KNO3 或NH4NO3 盐桥. (见教材第 232 页) 5.怎样才能又快又好地测定原电池的电动势答: 原电池的电动势应该在接近可逆条件下进行测定, 但在实验过程中不可能一下子找到平衡点,因此在电池中总会有或大或小的电流通过而产生极化现象(即电极电势偏离平衡电势) .当外电压大于电动势时,原电池相当于电解池,极化结果使电位增加;相反,原电池放电极化,使电位降低.这种极化结果会使电极表面状态发生变化,此种变化即使在断路后也难以复原,从而造成电动势测量值不能恒定.因此在实验中应先估计所测电池的电动势, 将各旋钮先置估计值再找平衡点, 这样可避免调节过程中因产生大电流而使电极极化, 可又快又好地测得结果. 6.Zn 电极为什么要汞齐化答:金属电极的电极电势往往由于金属表面的活性变化而不稳定.Zn 是活泼金属,其电极 ,在水溶液中 H+离子会在 Zn 电极表面上放电产生H2↑.为了获得电势低于零(-0.7628V) 稳定的电极电势,常用电极电势较高的汞将 Zn 电极表面汞齐化(即形成汞合金) ,这样在电极表面就不会产生氢气泡. 另一目的是消除金属表面机械应力不同的影响, 使其获得重复性较好的电极电势. 汞齐化时间不宜太长, 只要将打磨好并洗净的锌电极插入饱和的硝酸亚汞 Hg2(NO3)2 溶液中 3-5 秒钟即可拿出,否则形成的汞齐膜太厚而改变电极电势. 7.为什么开始测电动势时数据总是不稳定答:因电极与溶液建立起电化学平衡需要一定的时间. 8.在AgCl溶度积测定实验中制备饱和AgCl溶液时,为什么AgNO3只能加一,两滴而不能多加答:加一,两滴 0.1M 的硝酸银溶液能产生雾状沉淀即可.氯化银沉淀产生太多一方面消耗氯离子,另一方面氯化银吸附在电极表面影响电极电势,所以不能多加.溶液表面吸附的测定 1.影响本实验好坏的关键因素是什么如果气泡出得很快,或两三个一起出来,对结果有什么影响答:关键因素是毛细管必须洁净.如果气泡出得太快,或两三个一起出来,将会使压力计两液面升降变化太快且不规律,p 测不准;对溶液来说,因为溶质扩散速度慢,在表面的吸附来不及达到平衡,这样就会使测得的溶液表面张力偏大. (因为正丁醇水溶液的表面张力随溶液浓度的增加而减小,当吸附平衡时溶液表面浓度增大,表面张力减小;若表面吸附未达平衡,则溶液表面浓度小,表面张力下降少,故测得的表面张力偏大. )2.毛细管尖端为何要刚好接触液面答:因为只有毛细管尖端刚好接触液面时,外压才等于大气压 p0,从压力计上读出的高度差 . 才是毛细管内部和外部的压力差p(=p 内- p0)3. 实验中为什么要读取最大压力差答:在最大气泡法测液体表面张力实验中,当气泡与液体达平衡时,液体中(毛细管口)气泡的曲率半径与凹液面下的附加压力 p 之间满足关系式: p=2γ/r, 此时气泡的弯曲半径最小, 附加压力 p 最大.而这个 p 我们是通过外加压力差p′来测量的(通过水柱差) ,即以平衡打破的瞬间压差反映平衡时的附加压力 p.故实验中要读取水柱的最大压力差.如果能用已知表面张力的液体作为标准测定出毛细管常数, 那么在相同条件下通过测定不同液体的最大压力差就可得到表面张力.4.在本实验中Γ~c 图形应该是怎样的答:Γ~c 图形应该是:随着溶液浓度的增加Γ逐渐增加.开始时,Γ随 c 增加得很快,Γ~ c 图形的斜率大,随后斜率逐渐减小,并逐渐接近于零.这也可从Γ=Γ∞(Kc/1+Kc)看出,当 Kc<>1 时,Γ=Γ∞,曲线斜率等于零,Γ等于饱和吸附量. 5.本实验结果准确与否取决于哪些因素答: 实验数据准确与否关键在于毛细管是否洁净, 另外还与毛细管尖端是否与液面刚好相切, 管口是否平整,出泡速率是否调节合适,读取压力是否正确以及温度等因素有关.实验最后结果准确与否则与作图有很大关系.本实验的作图误差很大,特别是作曲线切线的误差. 6.测量前如果压力计中两边液面不一样高,对测量结果有何影响答:有时由于毛细现象毛细管内液面高于外部,这并不影响测量结果.将系统通大气则内外液面可持平,另在测量时,给毛细管内进气也可将液面压至管口与外部相平,此时内外压力相等. 即使系统通大气时压力计两边液面仍不一样高, 只要在测量时读取两臂最高和最低压力求其压力差就对测量结果无影响. 8.毛细管内径均匀与否对结果有无影响答:无影响,主要毛细管管口要平整. 9.压力计中的液体是否可以用汞答:不可以.因为汞的密度大,由表面张力引起的压力计液面上升或下降变化微小,压力测量的相对误差会很大. 黏度法测定高聚物相对分子量 1.三管黏度计有什么优点,本实验能否采用双管黏度计(去掉 C 管) 答:三管黏度计的结构特点使它具有以下优点: (1)由于增。
“物化实验:原电池电动势的测定和离子迁移数的测定”答案
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物化实验十 原电池电动势的测定一、填空题:在下列空格中填入正确答案1. 有一电池的表达式为Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 2)︱Cu(s),正极的反应为C u 2+ + 2e → Cu ,负极的反应为 Zn → Zn 2+ + 2e ,电池的总反应为 Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + Cu 。
2. 用 稀硫酸 浸洗的锌电极以除去表面上的氧化层,取出后用水洗涤,再用蒸馏水淋洗,然后浸入饱和 硝酸亚汞 中,取出后用 吸水纸(或滤纸) 擦拭电极,使锌电极表面上有一层均匀锌汞齐。
3. 实验中由于使用标准氢电极不方便,常采用第二级的标准电极,又称为参比电极,本实验所用参比电极是 (饱和)甘汞电极 。
二、选择题:下列每题只有一个正确答案,从A 、B 、CD 选项中选出一个填入括号“( )”中1. 在某电池的表达式为Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 2)︱Cu(s)中,符号“‖”的意思是( B )A. 甘汞电极B. 盐桥C. 玻璃杯D. 玻璃棒2. 指出在处理铜电极表面的氧化层时,应使用的清洗液是( A )A. 稀硝酸B. 稀硫酸C. 稀盐酸D. 浓硝酸3. 指出影响电极电势大小的因素是( D )A. 电极的种类B. 溶液的浓度C. 环境温度D. 以上三种三、判断题:判断下列说法是否正确,在正确的题后( )内打√;在错误的题后打×(每小题1分,共10分)1. 由于所制作的锌汞齐电极表面有Hg ,所以在Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 1)︱Cu(s)中,铜为负极,汞为正极。
(× )2. 制作锌汞齐电极时,擦拭表面的硝酸亚汞之后的吸水纸,要放在盛有足够水的指定的有盖的广口瓶中。
(√ )3. 通过本实验,由于甘汞电极的电极电势是已知的,通过测量电池的电动势,我们同样也得到未知电极的绝对电极电势。
物化实验课后答案

实验一燃烧热得测定1.在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用?答:在燃烧过程中,当氧弹内存在微量空气时,N2得氧化会产生热效应。
在一般得实验中,可以忽略不计;在精确得实验中,这部分热效应应予校正,方法如下:用0。
1mol·dm-3 NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁得蒸馏水,每毫升0。
1mol·dm-3 NaOH溶液相当于5。
983J(放热)。
2。
(1)本实验中,那些为体系?那些为环境?(2)实验过程中有无热损耗,(3)如何降低热损耗?答:(1)氧弹中得样品、燃烧丝、棉线与蒸馏水为体系,其它为环境。
(2)实验过程中有热损耗:内桶水温与环境温差过大,内桶盖有缝隙会散热,搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。
(3)降低热损耗得方法:调节内筒水温比外筒水温低0。
5-1℃,内桶盖盖严,避免搅拌器摩擦内筒内壁,实验完毕,将内筒洗净擦干,这样保证内筒表面光亮,从而降低热损耗。
3.在环境恒温式量热计中,为什么内筒水温要比外筒得低?低多少合适?在环境恒温式量热计中,点火后,系统燃烧放热,内筒水温度升高1。
5-2℃,如果点火前内筒水温比外筒水温低1℃,样品燃烧放热最终内筒水温比外筒水温高1℃,整个燃烧过程得平均温度与外筒温度基本相同,所以内筒水温要比外筒水温低0、5—1℃较合适。
4 固体样品为什么要压成片状?萘与苯甲酸得用量就是如何确定得?提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘与苯甲酸得用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹得体积与内部氧得压力确定来样品得最大用量。
5 试分析样品燃不着、燃不尽得原因有哪些?提示:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。
6试分析测量中影响实验结果得主要因素有哪些?本实验成功得关键因素就是什么?提示:能否保证样品充分燃烧、系统与环境间得热交换就是影响本实验结果得主要因素。
本实验成功得关键:药品得量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正。
物化实验六个参考题略解 (1)

一 皂化反应1、本实验中,被测溶液的电导是哪些离子的贡献?反应过程中溶液的电导为何会发生变化?答: Na +1、OH -1、CH3COO -1,OH -1减少而CH3COO -1增加,又由于OH -1的迁移速率要大于CH3COO -1的迁移速率,电导率会逐渐减小。
2 本实验中公式9的应用条件是什么?本实验是采取哪些措施来满足这些条件的?答:(1)反应开始时以及反应过程中两种反应物浓度相等,(2)反应过程中近似的认为乙酸乙酯和乙醇不导电,反应过程中电导率的变化完全是由于反应物OH 不断被产物CH3COO 所取代而引起的(3)稀溶液中每种强电解质的电导率与其浓度成正比,溶液的总电导率等于组成溶液的电解质的电导率之和。
反应开始时操作尽可能快、尽可能完全的使两种溶液等浓度等体积混合。
3 反应开始时为什么要尽可能快、尽可能完全的使两种溶液混合?答:为了在计算机出图前完成混合,并且满足反应时两种反应物浓度相等。
4、根据式(8)作图,可从所得直线的斜率求算速率常数,但需要相关数据。
试设想如何通过实验直接测得。
答:0κ,配制C/2的氢氧化钠溶液测量其电导率;∞κ,直接测定C/2浓度的醋酸钠溶液的电导率为κ∞。
5、本实验中,应如何对电导率仪进行校正?答:将补偿温度调至25℃,然后在“测量档”测定C/2的氢氧化钠溶液的电导率,将其值调至“8”附近。
二 电动势的测定1 电池表达式中,左侧为负极,右侧为正极,负极是阳极,正极为阴极。
2 测量电动势时应如何连接电位差计和待测溶液,为什么?答:电位差计正极连线连接待测电池正极,负极连负极。
为了形成电路的抵消作用。
3 在配制已知溶液时,如果所用固体NaAc 吸水,对所测定电池的电动势及pH 值有何影响? 答:吸水导致所用醋酸钠的量偏少,导致ph 值偏小,而所测电动势偏大。
参考教材公式9,12.4 本实验所用盐桥内的电解质是什么?在制备盐桥时,电解质的选择应注意什么?答:KNO3,参考物理化学教材相应部分,三条内容。
物化实验思考题答案

本学期物化实验要做十五个, 实验室地点和实验思考题答案如下:计算机联用测定无机盐溶解热实验4楼2051温度和浓度对溶解热有无影响?溶解热指在一定温度及压力下(通常是温度为298K, 压力为100kPa的标准状态), 一摩尔的溶质溶解在大体积的溶剂时所发出或吸收的热量。
在等压状态下, 溶解热等同于焓值的变化, 因此也被称为溶解焓。
焓是只是温度的函数因此温度对溶解热有关, 浓度无关。
2本实验为什么要测量体系的热熔?减少由体系吸收热量儿产生的误差。
3可否用本实验仪器用于测其他反应(中和热)?可以。
金属钝化曲线测定实验4楼2011.参见实验原理。
2.研究电极与辅助电极组成电解池, 测定极化电流值;研究电极与参比电极组成原电池, 测定极化过程中研究电极的电势变化值(因为此原电池通过的电流极小, 故参比电极的电极电势变化极小, 测得的电势变化值即为研究电极的电势变化值)。
在恒电位仪中, 电位是自变量, 电流是因变量。
3、B点为活性溶解区转化为钝化过渡区的转折点, 阳极开始钝化;C点为由钝化过渡区转入钝化稳定区的转折点, 阳极进入维钝状态;D点开始为超钝化现象, 随着电势的增加, 钝化的金属表面发生了另一种电化学反应(O2的析出)。
4、由金属钝化曲线示意图可知, 若用恒电流法测量时, 同一电流对应着若干个电极电势值。
测量过程中随着电流值的增加只能测得AB段, 而测不到BCD段。
电流超过B点后电位产生突跃, 故得不到完整的曲线。
溶液表面张力测定实验4楼105提示: 毛细管尖端若不与液面相切插入一定深度, 会引起表面张力测定值偏小。
5.哪些因素影响表面张力测定的结果?如何减小或消除这些因素对实验的影响?提示: 温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。
减小或消除这些因素引起误差的措施是: 恒温、控制气泡逸出速率恒定、毛细管干净以及毛细管与液面相切。
6. 毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切? 如果毛细管端口插入液面有一定深度, 对实验数据有何影响?答: 如果将毛细管末端插入到溶液内部, 毛细管内会有一段水柱, 产生压力Pˊ, 则测定管中的压力Pr会变小, △pmax会变大, 测量结果偏大。
物理化学实验所有课后习题和思考题答案完整版

物理化学实验所有课后习题和思考题答案集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]实验一燃烧热的测定1. 在本实验中,哪些是系统哪些是环境系统和环境间有无热交换这些热交换对实验结果有何影响如何校正提示:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。
2. 固体样品为什么要压成片状萘和苯甲酸的用量是如何确定的提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。
3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些提示:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。
4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些本实验成功的关键因素是什么提示:能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。
本实验成功的关键:药品的量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正。
5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项?提示:阅读《物理化学实验》教材P217-220实验二凝固点降低法测定相对分子质量1. 什么原因可能造成过冷太甚若过冷太甚,所测溶液凝固点偏低还是偏高由此所得萘的相对分子质量偏低还是偏高说明原因。
答:寒剂温度过低会造成过冷太甚。
若过冷太甚,则所测溶液凝固点偏低。
根据公式和可知由于溶液凝固点偏低,T f偏大,由此所得萘的相对分子质量偏低。
2. 寒剂温度过高或过低有什么不好?答:寒剂温度过高一方面不会出现过冷现象,也就不能产生大量细小晶体析出的这个实验现象,会导致实验失败,另一方面会使实验的整个时间延长,不利于实验的顺利完成;而寒剂温度过低则会造成过冷太甚,影响萘的相对分子质量的测定,具体见思考题1答案。
3. 加入溶剂中的溶质量应如何确定加入量过多或过少将会有何影响?答:溶质的加入量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定,因为凝固点降低是稀溶液的依数性,所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小,容易测定,又要保证是稀溶液这个前提。
物化实验复习题及答案
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物化实验复习题及答案一、选择题1. 在进行物化实验时,以下哪个操作是正确的?A. 使用未经校准的仪器进行测量B. 直接用手接触化学试剂C. 记录数据时忽略小数点后的数字D. 按照实验步骤仔细操作,确保数据的准确性2. 物质的量浓度(C)与摩尔质量(M)、溶液的质量(m)和溶液的体积(V)之间的关系是:A. C = M / (m * V)B. C = m / (M * V)C. C = M * (m / V)D. C = M / V二、填空题1. 根据理想气体状态方程 PV = nRT,当温度和压力保持不变时,气体的体积与______成正比。
2. 在进行溶液的配制实验时,需要使用的主要仪器包括量筒、烧杯、玻璃棒和______。
三、简答题1. 请简述实验中误差的来源及其减少误差的方法。
2. 描述如何使用滴定法测定酸的浓度。
四、计算题1. 已知某溶液的摩尔质量为98g/mol,溶液的密度为1.2g/mL,求该溶液的物质的量浓度。
2. 假设进行酸碱中和滴定实验,已知酸的浓度为0.1M,滴定所用碱的体积为20mL,求反应后溶液的pH值。
五、实验操作题1. 描述如何使用分光光度计测定溶液的吸光度。
2. 简述如何进行熔点测定实验,并解释其在物质纯度检测中的意义。
六、论述题1. 论述实验中数据记录的重要性及其对实验结果的影响。
2. 讨论实验中安全操作的重要性,并给出几个常见的实验室安全规则。
答案:一、选择题1. 正确答案:D2. 正确答案:C二、填空题1. 答案:物质的量(n)2. 答案:滴定管三、简答题1. 误差来源于测量工具的不精确、人为操作的误差、环境因素等。
减少误差的方法包括使用精确的仪器、多次测量取平均值、控制实验条件等。
2. 使用滴定法测定酸浓度的步骤包括:准确量取一定体积的酸溶液,加入指示剂,用已知浓度的碱溶液滴定至终点,记录碱的体积,根据化学当量关系计算酸的浓度。
四、计算题1. 物质的量浓度C = (1000 * ρ) / M = (1000 * 1.2) / 98 ≈ 12.24 mol/L2. 假设碱为强碱,pH = 14 - (pKw / [OH-]) = 14 - (1.0 * 10^-14 / 0.1) ≈ 12五、实验操作题1. 使用分光光度计测定吸光度的步骤包括:打开仪器,预热,校准波长,调节吸光度为零,测量标准溶液的吸光度,然后测量待测溶液的吸光度。
物理化学实验答案
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物理化学实验答案1(总17页) --本页仅作预览文档封面,使用时请删除本页--一、溶液中的等温吸附五、注意事项1.溶液的浓度配制要准确,活性炭颗粒要均匀并干燥2. 醋酸是一种有机弱酸,其离解常数Ka = × ,可用标准碱溶液直接滴定,化学计量点时反应产物是NaAc,是一种强碱弱酸盐,其溶液pH 在左右,酚酞的颜色变化范围是8-10,滴定终点时溶液的pH 正处于其内,因此采用酚酞做指示剂,而不用甲基橙和甲基红。
直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色,并保持半分钟内不褪色即为终点。
3.变红的溶液在空气中放置后,因吸收了空气中的CO2,又变为无色。
4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2,以它测定醋酸的浓度,用酚酞做为指示剂,则测定结果会偏高。
为使测定结果准确,应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。
七、讨论1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当,即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。
既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附,又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求,溶液吸附必须在等温条件下进行,使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡,使之达到平衡。
本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。
实验过程中温度会有变化,这样会影响测定结果。
3.由实验结果可知,活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附,可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。
用溶液吸附法测定活性炭比表面积,不需要特殊仪器,但测定过程中要防止溶剂挥发,以免引起测量误差。
此外,由于忽略界面上被溶剂占据部分,因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。
但由于方法简便,可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。
八、思考题(供参考)1.吸附作用与哪些因素有关?固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同?答:吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。
物化实验讨论题答案
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物化实验讨论题答案1.在测定沸点时,溶液过热或出现分馏现象,将使绘出的相图图形发生变化答:当溶液出现过热或出现分馏现象,会使测沸点偏高,所以绘出的相图图形向上偏移。
2.试估计哪些因素是本实验误差的主要来源答:本实验的主要来源是在于,给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定,而是视加热的时间长短而定因此而使测定的折光率产生误差。
3. 本实验被测体系有选择合适吗答:被测体系的选择本实验所选体系,沸点范围较为合适。
由相图可知,a该体系与乌拉尔定律比较存在严重偏差。
作为有最小值得相图,该体系有一定的a典型义意。
但相图的液相较为平坦,再有限的学时内不可能将整个相图精确绘出。
4.你认为本实验所用的沸点仪尚有哪些缺点如何改进答:仪器的设计必须方便与沸点和气液两相组成的测定。
蒸汽冷凝部分的设计是关键之一。
若收集冷凝液的凹形半球容积过大,在客观上即造成溶液得分馏;而过小则回因取太少而给测定带来一定困难。
连接冷凝和圆底烧瓶之间的连接管过短或位置过低,沸腾的液体就有可能溅入小球内;相反,则易导致沸点较高的组分先被冷凝下来,这样一来,气相样品组成将有偏差。
在化工实验中,可用罗斯平衡釜测得温度及气液相组成数据,效果较好。
5.本实验采用了折光率的测定组成有什么优点如何减少误差答:组成测定可用相对密度或其他方法测定,但折光率的测定快速简单,特别是需要样品少,但为了减少误差,通常重复测定三次。
当样品的折光率随组分变化率较小,此法测量误差较大。
6.为什么工业上常生产95%酒精只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精答:因为种种原因在此条件下,蒸馏所得产物只能得95%的酒精。
不可能只用精馏含水酒精的方法获得无水酒精,95%酒精还含有5%的水,它是一个沸点为的共沸物,在沸点时蒸出的仍是同样比例的组分,所以利用分馏法不能除去5%的水。
工业上无水乙醇的制法是先在此基础上加入一定量的苯,再进行蒸馏。
7.什么叫溶液的电导、电导率和摩尔电导率答:溶液的电导:相距1m的两平行电极间放置含有1m3电解质的溶液所具有的电阻的倒数称为该溶液的电导。
物化实验答案
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物化实验答案物化实验答案物理化学实验版一实验一燃烧热的的测定1. 说明恒容燃烧热(V Q )和恒压燃烧热(P Q )的差别和相互联系。
区别:恒容燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统内能的变化值,恒压燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统地焓变联系:对于理想气体 P v Q Q nRT =+?2. 在这个实验中,那些是体系,那些是环境?实验过程中有无热损耗?这些热损耗实验结果有何影响?答:内筒和氧弹作为体系,而外筒作为环境。
实验过程中有热损耗。
有少量热量从内筒传到外筒,使得内筒水温比理论值低,而使得燃烧焓偏低。
3. 加入内筒中水的温度为什么要选择比外筒水温低?低多少合适?为什么?答:因为本实验中要尽量避免内外筒之间的热量交换,而内筒中由于发生反应,使得水温升高,所以内筒事先必须比外筒水温低,低的数值应尽量靠近化学反应使内筒水温升高的值,这样,反应完毕后,内外筒之间达到一致温度,而外筒温度在反应开始前和反应后数值相等,说明热量交换几乎为0,减小了实验误差。
4. 实验中,那些因素容易造成误差?如果要提高实验的准确度,应从哪几方面考虑?答:内外筒开始反应前的温度差造成误差,我们应提高软件质量,使软件调试出的温度如(3)所述,有利于减小误差。
又如点燃火丝的燃烧带来的一定的热量,造成误差,应寻求一种让反应自发进行的方法,或寻求一种更好的点火材料。
实验二 Pb-Sn 体系相图的绘制1.是否可用加热曲线来做相图?为什么?答:不能。
加热过程中温度难以控制,不能保持准静态过程。
2.为什么要缓慢冷却合金做步冷曲线?答:使温度变化均匀,接近平衡态。
3.为什么坩埚中严防混入杂质?答:如果混入杂质,体系就变成了另一多元体系,使绘制的相图产生偏差。
实验三化学平衡常数及分配系数的测定1. 配1、2、3各溶液进行实验的目的何在?根据实验的结果能否判断反应已达到平衡?答:实验1是为了计算I 2在CCl 4和H 2O 中的分配系数。
实验2、3是为了计算和比较平衡常数K ,当2Kc ≈3Kc 时,可判断反应已达到平衡。
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物理化学实验
2.用古埃天平测定磁化率的精密度与哪些因素有关?
①样品管的悬挂位置:正处于两磁极之间,底部与磁极中心线齐平,悬挂样品管的悬线勿与任何物体相接触。
②摩尔探头是否正常:钢管是否松动,若松动,需坚固。
③温度光照:温度不宜高于60℃,不宜强光照射,不宜在腐蚀性气体场合下使用。
④摩尔探头平面与磁场方向要垂直
⑤空样品管需干燥洁净,每次装样高度,均匀度需一样,测量结果的精密才高。
1.在本实验中,哪些是系统?哪些是环境?系统和环境间有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响?如何校正?
提示:盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境,系统和环境之间有热交换,热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。
2.固体样品为什么要压成片状?萘和苯甲酸的用量是如何确定的?
提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。
1.什么原因可能造成过冷太甚?若过冷太甚,所测溶液凝固点偏低还是偏高?由此所得萘的相对分子质量偏低还是偏高?说明原因。
答:寒剂温度过低会造成过冷太甚。
若过冷太甚,则所测溶液凝固点偏低。
根据公式和可知由于溶液凝固点偏低,?Tf偏大,由此所得萘的相对分子质量偏低。
2.寒剂温度过高或过低有什么不好?
答:寒剂温度过高一方面不会出现过冷现象,也就不能产生大量细小晶体析出的这个实验现象,会导致实验失败,另一方面会使实验的整个时间延长,不利于实验的顺利完成;而寒剂温度过低则会造成过冷太甚,影响萘的相对分子质量的测定,具体见思考题1答案。
1.本实验在测向环己烷加异丙醇体系时,为什么沸点仪不需要洗净、烘干?
提示:实验只要测不同组成下的沸点、平衡时气相及液相的组成即可。
体系具体总的组成没必要精确。
3.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: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。
6.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: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。
1.对消法测电动势的基本原理是什么?为什么用伏特表不能准确测定电池电动势?
答:对消法就是用一个与原电池反向的外加电压,于电池电压相抗,使的回路中的电流趋近于零,只有这样才能使得测出来的电压为电动势。
电动势指的就是当回路中电流为零时电池两端的电压,因而必须想办法使回路中电流为零。
伏特表测定电池电动势的时候,回路中的电流不为零,测出的电池两端的电压比实际的电动势要小,因此用伏特表不能准确测定电池电动势。
2.参比电极应具备什么条件?它有什么功用?盐桥有什么作用?应选择什么样的电解质作盐桥?
答:参比电极一般用电势值已知且较恒定的电极,它在测量中可作标准电极使用,在实验中我们测出未知电极和参比电极的电势差后就可以直接知道未知电极的电势。
盐桥起到降低液接电势和使两种溶液相连构成闭合电路的作用。
作盐桥的电解质,应该不与两种电解质溶液反应且阴阳离子的迁移数相等,而且浓度要高。
4.在旋光度的测量中,为什么要对零点进行校正?在本实验中若不进行校正,对结果是否有影响?
答:因为除了被测物有旋光性外,溶液中可能还有其他物质有旋光性,因此一般要用试剂空白对零点进行校正。
本实验不需要校正,因为在数据处理中用的是两个旋光度的差值。
1.用最大气泡压力法测定表面张力时为什么要读最大压力差?
提示:若读中间某个压力差值,不能保证每次读压力差对应大小相同气泡。
4.毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切?否则对实验有何影响?
提示:毛细管尖端若不与液面相切插入一定深度,会引起表面张力测定值偏小。
2.固体样品为什么要压成片状?萘和苯甲酸的用量是如何确定的?
提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。
答案:如果气泡逸出的很快,或几个气泡一齐出,即气泡形成时间太短,则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来,测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值
19.样品的填充高度和密度以及在磁场中的位置有何要求?如果样品填充高度不够,对测量结果有何影响?
答:样品填充高度一般在距管口1~1.5cm处,密度要求样品尽量墩实。
放置要求为样品管底部处于磁场强度最大的区域(H),管顶端则位于场强最弱(甚至为零)的区域(Ho)。