物化实验思考题答案

物化实验思考题答案 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022

1.恒温槽的主要部件有哪些，它们的作用各是什么？

答：恒温水浴主要组成部件有：浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件和温度控制器。浴槽用来盛装恒温介质；在要求恒定的温度高于室温时，加热器可不断向水浴供给热量以补偿其向环境散失的热量；搅拌器一般安装在加热器附近，使热量迅速传递，槽内各部位温度均匀；温度计是用来测量恒温水浴的温度；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。

2.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：由于这种温度控制装置属于“通”“断”类型，当加热器接通后传热质温度上升并传递给接触温度计，使它的水银柱上升。因为传质、传热都有一个速度，因此，出现温度传递的滞后。即当接触温度计的水银触及钨丝时，实际上电热器附近的水温已超过了指定温度。因此，恒温槽温度必高于指定温度。同理，降温时也会出现滞后状太。

3.对于提高恒温槽的灵敏度，可以哪些方面改进？

答：①恒温槽的热容要大些，传热质的热容越大越好。②尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速度，为此要使感温元件的热容尽量小，感温元件与电热器间距离要近一些，搅拌器效率要高。③做调节温度的加热器功率要小。

4.如果所需恒定的温度低于室温如何装备恒温槽？

答：通过辅助装臵引入低温，如使用冰水混合物冰水浴，或者溶解吸热的盐类盐水浴冷却（硝铵，镁盐等）

3.在本实验装置中那些为体系？那些为环境？体系和环境通过那些途径进行热交换？这些热交换对结果影响怎样？

答：体系：内筒水，氧弹，温度计，内筒搅拌器。环境；外筒水

实验过程中，由于对流和辐射，存存在热消耗，如：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。采取措施:（1）量热计上方加盖，减少对流；（2）外筒内壁和内筒外壁皆镀成镜面，减少热辐射。这些热辐射将会降低被测物的燃烧热。

4.使用氧气要注意哪些问题？

答：使用前要检查连接部位是否漏气，可涂上肥皂液进行检查，调整至确实不漏气后才进行实验；由于氧气只要接触油脂类物质，就会氧化发热，甚至有燃烧、爆炸的危险。因此，必须十分注意，不要把氧气装入盛过油类物质之类的容器里，或把它置于这类容器的附近或火源附近；使用时，要把钢瓶牢牢固定，以免摇动或翻倒；开关气门阀要慢慢地操作，切不可过急地或强行用力把它拧开。

5.搅拌过快或过慢有何影响？

答：搅拌太快则散热过多，测得反应热偏低；搅拌过慢则热量分布不均匀，误差较大。

2．本实验产生温差的主要原因有哪几方面？如何修正？

答：本实验产生温差的原因：（1）电流电压不稳定；（2）加入样品速度太快堵住搅拌棒或加样速度太慢；（3）样品颗粒太大，溶解速度太慢；（4）装置绝热密闭性差，与外界有热交换。?修正：（1）仪器先预热，使实验室电流电压比较稳定；（2）加样速度适中；（3）将颗粒尽量研磨细。

3.如何判断等压计中式样球与等压计间空气已全部排出？如未排尽对实验有何影响？

答：⑴应使试样球内液体沸腾3--5 分钟，可认为其中空气已被赶净；⑵在试样球与等压计间有空气会使所测蒸汽压降低，导致所测沸点降低。测定蒸汽压时为何要严格控制温度

在一定的温度下,真空密闭容器内的液体能很快和它的蒸汽相建立动态平衡,即蒸汽分子向液面凝结和液体中分子从表面逃逸的速率相等.此时液面上的蒸汽压力就是液体在此温度下的饱和蒸汽压力.液体的饱和蒸汽压力，液体的饱和蒸汽压与温度有关:温度升高,分子运动加速,因而在单位时间内从液相进入气相的分子数增加,蒸汽压升高.

5.升温时如液体急剧气化应作何处理？

答：缓缓打开进气活塞，漏入少量空气，使系统压力慢慢升高，以保持等压计两液面平齐，以免使等压计内的环己烷急剧沸腾，使液封量减少。

6.每次测定前是否需要重新抽气？

答：不需要。因为不同温度，其饱和蒸汽压也不同。而且饱和蒸汽压随着温度梯度升高而升高。即压力计的测量值在减小。设计温度升高梯度，可以避免每次测定需要重新抽气这一步骤。

实验中测密度方法,实验结果有几位数字?实验的重现性如何?产生误差的原因有哪些？

实验结果有4位有效数字，重现型一般，误差：比重瓶中有气泡，溶液未充满毛细管

如何改进比重瓶构造可使实验的准确度提高

使用带刻度的比重瓶，在比重瓶口上画刻度

１.?沸点仪中收集气相冷凝液的袋状部的大小对结果有何影响？

答：若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大，则会贮存过多的气相冷凝液，其贮量超过了热相平衡原理所对应的气相量，其组成不再对应平衡的气相组成，因此必然对相图的绘制产生影响。

２.?你认为本实验所用的沸点仪有哪些缺点？如何改进？

答：蒸馏器收集气相、液相的球大小没有设计好，应根据实验所用溶液量来设计球的规格；温度计与电热丝靠的太近，可以把装液相的球设计小一点，使温度计稍微短一点也能浸到液体中，增大与电热丝的距离；橡胶管与环境交换热量太快，可以在橡胶管外面包一圈泡沫，减少热量的散发。

３.?试分析哪些原因是本实验误差的主要来源？

答：影响温度测定的：温度计的插入深度、沸腾的程度等；影响组成测定的：移动沸点仪时气相冷凝液倒流回液相中、测定的速度慢等

1.?实验为什么根据体系由清变浑的现象即可测定相界？

答：各组分彼此互溶时，体系为均相，一旦体系恰好不相容，则分相达到相界。

2.如连接线不通过物系点，其原因可能是什么？

答：（1）苯水分层不彻底（2）苯、醋酸乙酸挥发（3）酚酞变色范围为碱性，通过NaOH滴定醋酸量偏高。

3.?实验根据什么原理求出苯-乙酸-水体系连接线？

答：在苯和水含量确定的前提下，互溶曲线上的点与醋酸量一一对应。为什么能用步冷曲线来确定相界？

答：步冷曲线是熔体缓慢降温时，体系温度随时间的变化曲线。当熔体发生相变时，会放出潜热，导致曲线的斜率变化，体现为转折点或平台。因此，只要能够确定转折点或平台的温度，就能够得知该样品的相变温度，即确定相界。

6.2?请用相律分析各冷却曲线的形状？

答：在本实验中，步冷曲线的类型共有三种，可用下图的步冷曲线为例进行说明。

左数第一条曲线，可代表纯Sn的步冷曲线。在熔点之上，Φ=1，f=1，温度随时间迁移而减小；到达熔点时，Φ=2，f=0，温度不随时间而发生变化，曲线出现平台；当全部固化后，Φ=1，f=1，温度继续下降。

左数第二条曲线，可代表含30%Bi的步冷曲线。在固溶体出现之前，Φ=1，f=2，温度随时间迁移而下降；当固溶体开始出现时，Φ=2，f=1，温度仍为自由变量，因此仍然下降，但由于潜热的放出，导致温度下降