《工科大学化学实验》思考题及答案_工科大学化学实验

工科大学化学实验》思考题（附参考答案或提示）

一、基本操作

1.关于蒸馏操作

（1）沸石的作用是什么？如果在蒸馏前未加沸石，怎么办？用过的沸石能否重复使用？（2）在安装蒸馏装置时，温度计水银球插在液面上或者使其在蒸馏支管的上面是否正确？为什么？

（3）在蒸馏过程中，火大小不变，为什么蒸了一段时间后，温度计的读数会突然下降？这意味着什么？

（4）蒸馏低沸点或易燃液体时，应如何防止着火？

（5）在进行减压蒸馏时，为什么一定要用热浴加热？为什么须先抽气后加热？

（6）水蒸气蒸馏时，烧瓶内液体的量最多为多少？在蒸馏完毕后，为何要先打开T形管螺旋夹方可停止加热？

参考答案或提示：

（1）形成汽化中心；停止加热，冷至接近室温，补加；需经烘烤去水后才可重复使用（2）不正确。温度计水银球的上沿应与支管口的下沿平齐。若插在液面上，结果偏高；若在支管的上面，结果偏低，均因处于偏离气液平衡位置。

（3）瓶中的蒸气量不够；意味着应停止蒸馏或者某一较低沸点的组分已蒸完。

（4）严禁用明火加热。收集瓶中的蒸气应用橡皮管引入桌下、水槽或室外。

（5）便于控制稳定的蒸馏速度；这样，能在控制在一定的压力下蒸馏提纯有机物，同时避免因突然减压造成暴沸将蒸馏液直接冲入冷凝管。

（6）烧瓶容积的1/3；防止烧瓶内液体被吸到水蒸气发生器中。

2.关于萃取操作

（1）萃取时为什么要开启旋塞放气？

（2）怎样用简便的方法判定哪一层是水层，哪一层是有机层？

（3）为何上层液体要从分液漏斗上口放出，而下层液体要从下部放出？

（4）实验室现有一混合物待分离提纯．已知其中含有甲苯、苯胺和苯甲酸。请选择合适的溶剂，设计合理方案从混台物中经萃取分离、纯化得到纯净甲苯、苯胺、苯甲酸。

参考答案或提示：

（1）防止分液漏斗内压力过高冲开漏斗塞，造成溶液损失。

（2）用吸管滴加1-2d水于分液漏斗中，观察其是与上层液体相溶还是沉到下层液体中（3）防止已分开的两种液体因再次接触而造成污染

（4）查阅物理常数，根据理化性质设计实验方案。提示：可先将三种物质溶于乙醚，然后分别用盐酸萃取苯胺，用氢氧化钠萃取苯甲酸，而甲苯留于乙醚中，作进一步分离。再分别用氢氧化钠和盐酸置换出苯胺和苯甲酸，作进一步分离。

3.关于重结晶和熔点测定操作

（1）活性炭为什么要在固体物质全部溶完后加入？又为何不能在溶液沸腾时加入？

（２）抽气过滤收集晶体时，为什要先打开安全瓶的活塞再关水泵？

（3）用有机溶剂重结晶时，容易着火，溶剂容易挥发，如何防止？

（４）在布式漏斗中用溶剂洗涤固体时应注意些什么？

（5）下列情况对熔点测定的结果有什么影响？

A．加热太快

B．样品不细装得不紧

C．样品管粘贴在提勒管壁上

D．毛细管壁太厚

E．毛细管不洁净

F．样品未完全干燥或含有杂质

（6）两样品的熔点都为150℃，以任何比例混合后测得的熔点仍为150℃,这说明什么? (７) 测过的样品能否重测？

(８) 熔距短是否就一定是纯物质？

参考答案或提示：

(1) 便于观察固体全溶解，防止暴沸

(2) 防止倒流

(3) 水浴加热，回流装置

(4) 停止抽滤，小心松动晶体，加少量、冷的溶剂使晶体润湿，再抽滤，如此反复2-3次。

(5) A .偏高；B.传热不好，偏高；C.偏低，中部的浴液温度较高；D.传热不好，偏高；E.偏低，有杂质；F.偏低。

(6) 同一物

(７) 不能，可能晶形发生了改变或分解

(８) 一般是。若样品的组成与最低共熔点的组成相同时，熔点也很敏锐，不过这种情况很少。

4.关于水的净化实验

（1）水中的主要无机杂质离子是哪些？怎样才能检查出来？

（2）阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和阴阳离子混合柱各起什么作用？能否将前二者颠

倒顺序安装？

（3）为什么可由水样中的电导率估计它的纯度？

参考答案或提示：

（1）水中的主要无机杂质离子是钠、镁、钙的碳酸盐、硫酸盐、氯化物及某些气体，所以水中含有Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、CO32-等离子。

用络黑T检验Mg2+，在pH=8～11的溶液中，络黑T本身显蓝色，若水样中含有Mg2+则与络黑T形成紫红色；

用钙指示剂检验Ca2+，游离的钙指示剂呈蓝色，在pH＞12的碱性溶液中，它能与Ca2+结合显红色；

用焰色反应检验Na+，Na+的火焰呈黄色；

用AgNO3溶液检验Cl-，出现白色混浊说明有Cl-；

用BaCl2溶液检验SO42-，出现白色混浊说明有SO42-；

用酸分解法检验CO32-，有气泡出现说明有CO32-。答：电导率是单位长度和单位截面积的电导值。而溶液的电导是溶液的一个重要参数，它反映了溶液的导电能力。

（2）阳离子交换树脂的作用是与水样中的Na+、Mg2+、Ca2+等阳离子进行交换；阴离子交换树脂的作用是与水样中的Cl-、SO42-、CO32-等阴离子进行交换；阴阳离子混合柱的作用是为了进一步提高水质。它们的顺序不能颠倒，否则大量的Mg2+、Ca2+流过阴离子交换树脂会产生Mg(OH)2、Ca(OH)2沉淀，大大降低阴离子交换树脂的交换能力。

（3）因为纯水是弱电解质，水中若有可溶性杂质，将使其导电能力增大。用电导仪测出水样的电导，再根据电导的大小估计出水样的纯度。

5.关于溶液的配制和标定操作

（1）滴定管和移液管均要用待装液淌洗三次的原因何在？滴定用的锥形瓶也要用待装液淌洗吗？

（2）以下情况对滴定结果有何影响？

1）滴定管中留有气泡。

2）滴定近终点时，没有蒸馏水冲洗锥形瓶内壁。

3）滴定完毕后有液滴悬挂在滴定管的尖端处。

参考答案或提示：

（1）滴定管、移液管均要用待装液淌洗三次，是为了保证溶液在滴定过程中或转移过程中被管内残留的水所稀释。滴定用的锥形瓶不能用待装液淌洗。

（2）1）若滴定前，管中留有气泡，滴定后气泡消失，则测量体积比实际消耗体积高；

2）会使得测量体积比实际消耗体积高；

3）测量体积比实际消耗体积高。

6.关于醋酸电离常数与电离度的测定实验

（1）如果改变所测HAc溶液的温度，则电离度和电离常数有无变化？

（2）温度一定时，C HAc分别对Ka及α各有何影响？

参考答案或提示：

（1）若改变温度，则电离常数会变化，如果反应是吸热的，电离常数随温度的升高而增大，如果反应是放热的，电离常数随温度的升高而降低。根据稀释定律，电离度与电离常数有关，温度改变，电离常数改变，则电离度也变化。

（2）温度一定时，c HAc对K a无影响；但c HAc对α有影响，根据稀释定律，若c HAc减小，则α增大，即溶液越稀，电离度越大。

7.关于硝酸钾溶解度与温度的关系测定实验

（1）在实验过程中，搅拌与不搅拌对实验结果有何影响？

（2）实验过程中试管内的水显著蒸发，对实验结果有何影响？

（3）为什么硝酸钾的称量要准确至1mg，水的量取要准确至0.01ml？

参考答案或提示：

（1）在固体溶解过程中不断搅拌，可以加快固体的充分溶解，缩短溶解时间，减少溶剂的蒸发；

在晶体析出过程中不断搅拌，可以防止溶液出现过饱和现象。溶液过饱和会导致测得的晶体析出温度偏低、所测物质的溶解度偏高。

（2）如果实验过程中试管内的水显著蒸发，溶剂的显著减少会使晶体提前析出，使测得的温度偏高，造成所测物质的溶解度偏低的结果。

（3）为了减小实验误差。

8.关于气体密度法测定二氧化碳的分子量测定实验

（1）用启普发生器制取二氧化碳为什么要通过水、浓硫酸和无水氯化钙?

（2）为什么(CO2＋瓶＋塞子)的质量要在分析天平上称量，而(水＋瓶＋塞子)的质量

可以在托盘天平上称量？

（3）为什么计算锥形瓶的容积时,不考虑空气的质量,而在计算二氧化碳气体质量时

却要考虑空气的质量？

参考答案或提示：

（1）净化和干燥。由于原料大理石CaCO3不纯，制取过程中会产生一些杂质气体，可用水洗除之，水还可除去多余的HCl气体，再依次用浓硫酸除CO2中的水汽，用无水氯化钙进一步干燥。

（2）锥形瓶注入水后，质量太大，超过了分析天平的承重限值，易损坏分析天平这

种精密仪器；而托盘天平或电子台秤不会。

（3）锥形瓶的容积是用称得的水重来计算的,称得的空气质量对于水来说,可以忽略,但称得的空气质量对于CO2气体来说，是同一个数量级，决不能忽略。

二、物质制备

１．关于采用苯胺与冰醋酸加热制备乙酰苯胺实验，请回答下列问题：

（1）为提高转化率，实验中采用了哪几种手段？

（2）制备了粗产品乙酰苯胺后，需要重结晶提纯，若得到粗产品乙酰苯胺6.0 g，在提纯过程中，大约需要多少毫升水（100℃时乙酰苯胺在水中的溶解度为5.5 g/100mL水），若用的水太多或太少会有什么影响？

（3）在重结晶的热过滤、冷却结晶及晶体与母液分离的操作过程中，必须注意哪几点才能使产品的产率高且质量好？

（4）测定熔点时，遇到下列情况将产生什么结果？A熔点管不洁净； B 试料研的不细或装得不实；C加热太快。

参考答案或提示：

（１）冰醋酸过量；加锌粉防止苯胺氧化；采用分馏装置控温边反应边蒸出水

（２）加120-130mL水（2分）；水太多析不出结晶，水太少在热过滤时损失结晶。

（３）吸滤瓶和布氏漏斗必需充分预热；滤液应自然冷却，待有晶体析出后再适当加快冷速度，以确保晶形完整；最后抽滤时用母液洗涤有残留产品的烧杯，用少量溶剂洗涤产品并抽干。

（４）A熔点管不洁净（偏低，熔距拉长）； B 试料研的不细或装得不实（偏高）；C加热太快（偏高）；

２．实验室采用溴化钠、浓硫酸和正丁醇反应制备正溴丁烷。请回答以下问题。（1）该反应属于什么反应类型？为什么不能直接以溴化钠与正丁醇反应制备正溴丁烷？（2）硫酸浓度太高或太低会带来什么结果？

（３）加料时，先使溴化钠和浓硫酸混合，然后再加正丁醇和水，行不行？为什么？（４）反应后的产物中可能含有哪些杂质？各步洗涤目的何在？用浓硫酸洗涤时为何需用干燥的分液漏斗？

参考答案或提示：

（１）该反应属于S N2。羟基不是好的离去基团，在酸催化下转变成质子化的醇，水是好的离去基团。

（２）硫酸浓度太高易发生溴离子氧化成单质溴的反应；太低生成的HBr量不足，使反应难以进行。

（３）不行。因为：2NaBr + 3 H2SO4

?→

?

Br2+ SO2+ 2H2O + 2 NaHSO4

（４）可能含有杂质为：n－C4H9OH， (n－C4H9)2O，HBr， H2SO4，NaHSO4，H2O

第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性杂质。用硫酸洗涤：除去未反应的正丁醇及副产物1－丁烯和正丁醚。碱洗(Na

2CO3

)：中和残余的硫酸。第二次水洗：除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。

３．关于有机制备实验室常用的合成装置，请回答

（1）有机实验中，什么时候利用回流反应装置？

（2）安装有电动搅拌器的反应装置时要注意什么？

参考答案或提示：

（1）有两种情况需要使用回流反应装置：

一是反应为强放热的、物料的沸点又低，用回流装置将气化的物料冷凝回到反应体系中。

二是反应很难进行，需要长时间在较高的温度下反应，需用回流装置保持反应物料在沸腾温度下进行反应。

（2）安装有电动搅拌器的反应装置时，除按一般玻璃仪器的安装要求外，还要求：A．搅拌棒必须与桌面垂直；

B．搅拌棒与玻璃管或液封管的配合应松紧适当，密封严密。

C．搅拌棒距烧瓶底应保持5mm上的距离。

D．安装完成后应用手转动搅拌棒看是否有阻力；搅拌棒下端是否与烧瓶底、温度计等相碰。如相碰应调整好以后再接通电源，使搅拌正常转动。（答出 A C 可得满分）４．有一苯甲酸和苯甲醇混合物。相关物理常数如下，按要求回答问题：

苯甲酸：白色粉未；Pka 4.12 ；熔点：122℃；微溶于水，易溶于乙醚；

在水中的溶解度：25℃，0.34g；40℃，0.6g; 60℃，1.2g; 80℃，2.75g; 95℃，6.8g。

苯甲醇：无色液体；沸点：205℃；微溶于水，易溶于乙醚

（1）设计分离与提纯的实验流程；

（2）分离提纯涉及哪些基本操作；

（3）水溶液酸化析出苯甲酸时P H应调到什么范围，为什么？

（4）如何鉴定苯甲酸的纯度？

参考答案或提示：

（1）１）加水－—分液——水层－—乙醚萃取水层２次，有机层合并；

２）水层——浓盐酸酸化——抽滤——水重结晶——干燥得苯甲酸；

３）有机层——无水硫酸镁干燥——水浴先蒸出乙醚——空气浴蒸出苯甲醇，收集一定温度范围的馏分。

（2）萃取；蒸馏；抽滤；重结晶；

（3）测熔点以判断苯甲酸的纯度；

（4）pH 2-3，否则沉淀不完全。

５. 由冰醋酸和正丁醇在硫酸催化下制备乙酸正丁酯，相关的试剂及物理常数如下：

请回答下列相关的问题：

（1）写出制备的计量反应式。

（2）根据什么原理采取什么措施来提高反应转化率？

（3）画出制备实验装置图

（４）列出分离提纯的流程及相关操作的关键之处

（５）如何进一步检测产品的结构和纯度？

参考答案或提示：

（1）略

（2）反应可逆；边反应便带出副产物水。

（3）分水回流装置

（４）（１）分液——有机层

－—水洗——饱和Na2CO3洗——水洗——有机层

——无水硫酸镁干燥——空气浴蒸馏，收集一定温度范围的馏分。

（５）红外光谱或核磁共振谱以确证结构；气相色谱以判断纯度。

6.关于硫酸铝的制备实验，请回答下列问题：

（1）将铝酸钠转变为氢氧化铝时，所加的NH4HCO3起什么作用？

（2）氢氧化铝的生产过程中，为什么要加热这煮并充分搅拌？

（3）浓缩硫酸铝溶液进行结晶时，为什么不要过分浓缩？

参考答案或提示：

（1）将铝酸钠转变为氢氧化铝时，用NH4HCO3调节溶液的pH值至8~9，将其转化形成为氢氧化铝沉淀。

（2）因为氢氧化铝易形成胶体，吸附杂离子，加热搅拌，可破坏氢氧化铝胶体，加速陈化。

（3）不能过分浓缩，否则得不到Al2(SO4)3·18 H2O，并防止爆沸。

7.关于焦磷酸钾的制备和无氰镀铜实验，请回答下列问题：

（1）焦磷酸钾的制备原理是什么？为什么要控制pH为8.5？pH太高或太低，有什么影响？（2）试举例比较电镀、电解、原电池的两极反应上的异同。

（3）为什么要实现无氰镀铜？

参考答案或提示：

（1）利用酸碱中和反应制备磷酸氢钾，磷酸氢钾在高温下发生缩合反应转化为焦磷酸钾。

在中和时控制终点pH为8.5是为了得到磷酸氢钾，因为pH太高，得到的是磷酸钾；

pH太低得到的是磷酸二氢钾。

（2）答：电镀和电解的两极反应大致相同，都是阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应；

而原电池正好与之相反，阴极发生氧化反应，阳极发生还原反应。

（3）环境保护的需要。

8.关于电解法制备过二硫酸钾实验，请回答下列问题：

（1）分析制备K2S2O8的电流效率降低的主要原因。

（2）比较S2O82-的标准电极电位，你能预言S2O82-可以氧化H2O为O2吗？实际上这个反应能发生吗？为什么能或为什么不能？

（3）如果用铜丝代替铂丝作阳极，仍能生成K2S2O8吗？

（4）为什么在电解时阳极和阴极不能靠得很近？

参考答案或提示：

（1）1）不可避免的析氧副反应；2）电极距离近，阳极产物在阴极被还原。

（2）根据电极电势数据，从热力学角度出发，S2O82-可以氧化H2O为O2，但实际上该反应不会发生，主要是因为动力学上反应速度很慢，以致于不发生。

（3）若用铜丝代替铂丝作阳极，则不能生成K2S2O8，因为铜的电极电势低，会被氧化为Cu2+进入溶液中，另外氧气在铜上的超电位低，析氧也更为明显。

（4）电解时阳极和阴极靠得太近会使得阳极产物易迁移到阴极被还原，阴极产物易迁移到阳极被氧化，从而降低电解效率。

9.关于水热法制备纳米氧化铁实验

（1）影响水解的因素有哪些？如何影响？

（2）水解器皿在使用前为什么要清洗干净？若清洗不净会带来什么后果？

（3）如何精密控制水解的pH值？为什么可用分光光度计监控水解程度？

（4）氧化铁溶胶的分离有哪些方法？哪种效果较好？

参考答案或提示：

（1）pH值，温度，浓度。温度升高，水解加剧；温度一定，浓度降低，水解加剧。

（2）若器皿不洁净，有杂质微粒，它们将起晶种的作用，将使晶粒长大，得不到纳米晶体。（3）答：用酸度计精密控制水解pH值。由于在FeCl3水解过程中，Fe3+转化为Fe2O3，溶液的颜色发生变化，随着时间增加，Fe3+的量逐渐减少，Fe2O3粒径也逐渐增大，溶液颜色趋于稳定，故可用分光光度计监控水解程度。

（4）高速离心分离和低速离心分离。其中以待溶胶沉淀后，普通离心分离效果好。

三、物理化学研究方法

1.热化学实验研究方法

（1）如何用苯甲酸的燃烧热数据来计算苯甲酸的标准生成热？

C6H5COOH(s) + 7.5O2(g) ==== 7CO2(g) + 3H2O(l)

（2）影响“溶解热的测定”实验精确度的主要因素有哪些？

（3）在“表观摩尔体积和偏摩尔体积的测定”实验中可否用容量瓶代替比重瓶，为什么？参考答案或提示：

（1）∵Δc H mΘ[C6H5COOH(s)] = 3Δf H mΘ[H2O(l)] + 7Δf H mΘ[CO2(g)] –Δf H mΘ[C6H5COOH(s)] ∴Δf H mΘ[C6H5COOH(s)] = 3Δf H mΘ[H2O(l)] + 7Δf H mΘ[CO2(g)] –Δc H mΘ[C6H5COOH(s)] （2）1）试样：称样精度，试样粒度、纯度等；

2）测温：温度计的位置、读数精度等及温差校正；

3）操作：搅拌，加样等。

（3）不可用容量瓶代替比重瓶。因为两者的功能不同，对本实验而言，由于容量瓶瓶颈溶液上方存在空间，将导致溶液密度测定误差。

2.平衡实验研究方法

（1）采用沸点法测定液-气平衡体系的温度时，温度计的温泡（或测温元件的测温点）应该置于什么位置？为什么？

（2）在“双液系气液平衡沸点-组成相图”实验中，若沸点测定时出现过热和再分馏现象，会对测量结果产生什么影响？

（3）“差热分析”实验中，对所采用的参比物质有何要求？

(4) 在“二元合金相图”实验中，样品的步冷曲线在转折点附近时常出现最低点，为什么？这种现象对相变温度的确定有何影响？

(5)“CaCO3分解压与分解热测定”实验中，为什么要进行两次抽真空操作？测量的温度范围为什么定在620 ~ 800℃之间？

参考答案或提示：

（1）应该位置液-气两相界面处；因为这样可以平衡液体加热和液体汽化吸热对测温的影响。（2）如果出现过热现象，将导致沸点测定值偏高；出现再分馏现象，将会导致沸点测定值不确定，因为液相组成会因再分馏而发生改变。

（3）1）要求参比物质的比热、导热系数、粒度等性质尽量与试样接近；

2）要求参比物质在测量温度范围内具有较好的热稳定性；

3）在实验时，试样与参比物质的填装疏密程度尽量一致。

（4）样品的步冷曲线在转折点附近出现的最低点的原因是“新相难成”所造成的熔体在相变温度下出现过冷现象；轻微的过冷有利于准确测定相变温度，但严重的过冷现象将导致相变温度的确定产生困难。

（5）第二次抽真空的目的是，利用在550℃下少量CaCO3分解所产生的CO2气体，尽量地将第一次抽真空所残留的其他气体排出体系，以提高实验测量的精度。测量的温度低于620℃时，CaCO3分解量太少，导致体系压力测量困难；而当测量的温度高于800℃时，CaCO3分解量太大，导致体系长时间难以达到平衡，从而影响测量。

3.化学动力学实验研究方法

(1) 在“一级反应——H2O2分解反应速率测定”实验中，催化剂KI的浓度对反应的半衰期是否有影响？为什么？

(2)“二级反应——乙酸乙脂的皂化反应动力学”实验需要在不同温度下进行相关数据的测定，那么对实验温度的设定是否有要求？为什么？

(3) 为保证“金属氧化速率的测定”实验顺利进行，在实验过程中要注意些什么问题？

(4) 为什么“B-Z化学振荡反应动力学”实验中要采用双液接饱和甘汞电极？

参考答案或提示：

（1）KI的浓度对反应的半衰期有影响，因为在有催化剂存在的条件下所进行的H2O2分解反应速率方程为r = kc KI c H2O2，因为催化剂在反应前后的浓度和性质不发生改变，所以应速率方程可写成r = k1c H2O2，即速率常数k1中包含了催化剂KI的浓度（k1= kc KI），而反应的半衰期t1/2 = (ln2) / k1。所以，当催化剂KI的浓度发生改变时，反应的半衰期也随之发生改变。（2）有要求的，温度太低，反应速度太慢，不利于实验测量；但温度太高（> 40℃）又会引起脂的挥发，导致反应物浓度的改变，从而影响测定结果。

（3）主要有1）试样表面的抛光，在试样放入炉膛前，要尽量保证其表面无氧化物；

2）吊样的深度和位置，试样应处于炉膛的中部，吊链要处于自由悬垂状，不能靠到任何物体；

3）尽量少做在吊链附近引起扰动气流的举动；

4）观察增重规律，及时解决异常现象。

（4）是为了避免Cl-对反应体系产生干扰。因为一般饱和甘汞电极中含有Cl-，而Cl-也很容易于“B-Z化学振荡反应动力学”实验体系中的HBrO2发生反应。

4.电化学实验研究方法

(1) 为什么测定溶液的电导一般采用交流电源？

(2) 盐桥的选择原则和作用是什么？

(3) 在“分解电压的测定”实验中，可以观察到如下现象：（1）槽电压很低(远未达到H2O 的分解电压)时，通过电解槽的电流并不为零；（2）在相同的槽电压情况下，以H2SO4为电解质时通过电解槽的电流远大于以NaOH为电解质时通过电解槽的电流。试解释这些现象出现的原因。

(4) 在“阴极极化曲线的测定”实验中，三个电极各有什么作用？

参考答案或提示：

（1）因为测定过程会产生电极极化，一般电极的可逆程度不高，所以，如采用直流电源将会因电极持续不断地单方向极化而使电极被破坏，而采用交流电源就可以避免电极的极化。（2）原则是构成盐桥的电解质的阴、阳离子的迁移数尽量相等，即t+≈t-；其作用是消除液体接界电势。

（3）1）这是因为H2O电解产生了H2和O2，而H2和O2在电解质存在的条件下构成电势与外加槽电压相反的原电池，为了使电解能够继续，就必须克服该反电势，即必须保证在槽电压和反电势之间存在一定的电势差（很小），该电势差就可保证电解质按电解过程所需方向移动，形成一定的电流，该电流称为残余电流，所以通过电解槽的电流并不为零；2）因为以H2SO4为电解质时，参与电荷传导的离子是H+ 和SO4=，而以NaOH为电解质时，参与

电荷传导的离子是Na+ 和OH-，其中H+的导电能力最强（摩尔电导率最大），所以在同浓度、同电势梯度的条件下，H+可以传导更多的电荷，即电流更大。

（4）有两个电极与电解质溶液构成电解槽的两极——阴极和阳极，称为工作电极；第三个电极为参比电极（电极电势已知），与待研究电极（阴极）构成原电池，以便通过测定该原电池的电势E= |E待测–E参比| 求出待研究电极的电势E待测。

5.表面化学与胶体化学实验研究方法

(1) 实验时，温度和压强的变化对“溶液表面张力测定——最大气泡压力法”的实验测定结果有何影响？

(2) 在进行“Fe(OH)3溶胶的制备及聚沉值测定”实验时，为什么一定要用去离子水制备溶胶？溶胶制备为什么要先将去离子水(分散介质)加热至沸腾，同时又要对加热时间进行限制？

(3) 决定溶胶粒子电泳速率的因素是什么？用于“电泳实验”的电解质溶液的选择依据有哪些？

(4) 对“沉降分析”实验而言，粒子浓度太大，颗粒半径太大，粒子密度太大对实验测定结果会有何影响？

参考答案或提示：

（1）最大气泡压力法测定溶液表面张力所依据的基本关系式是：Δp max =2σ/r m，其中是σ溶液的表面张力，r m是所用毛细管的半径。温度升高，σ下降，而r m增加，则会使测定的Δp max 偏低；因为Δp max= p内–p外，当p外增加时，必然导致Δp max减小，也会使测定的Δp max偏低。

（2）因为电解质会对溶胶产生聚沉作用，所以用于制备溶胶的水不能含有离子；先将去离子水加热至沸腾是为了加快Fe3+的水解，以便形成Fe(OH)3溶胶，而过久加热会促使溶胶聚沉，所以要对加热时间进行限制。

（3）决定溶胶粒子电泳速率的因素有：（1）溶胶粒子的带电量(ζ电位)；（2）电场的电位梯度(E/L)；（3）分散介质的粘度(η)；（4）分散介质的介电常数(ε)；（5）溶胶粒子的形状。

用于“电泳实验”的电解质溶液应该满足：低浓度，低密度，低电荷，与溶胶体系有明显的色差等条件。

（4）粒子浓度太大易出现沉降时重量变化太快的现象，从而导致测定困难；颗粒半径太大则易出现沉降时重量变化不均衡的现象，使得在测定时，开始导致重量变化太快，而后难以观察到重量变化，从而使数据处理困难且不准确；粒子密度太大也会出现沉降时重量变化不均衡的现象，即开始导致重量变化太快，而后难以观察到重量变化。

四、现代分析

1. 关于采用邻二氮菲分光光度法测定铁的实验，请回答下列问题：

（1）.本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器较为合适？为什么？

（2）.试对所做条件实验进行讨论并选择适宜的测量条件。

（3）.怎样用分光光度法测定水样中的全铁和亚铁的含量？

（4）.制作标准曲线和进行其它条件实验时，加入试剂的顺序能否任意改变？为什么？

参考答案或提示：

（1）取Fe3+溶液时必须用吸量管，因为吸量管有刻度，是准确的量器，取不同体积时，不用频繁更换。其它试剂也可采用吸量管，因为所取的体积较少，没有小体积的移液管。（2）最大吸收波长在520nm，显色剂用量选择在1-2mL，显色的酸度控制在pH 4.5-8.78之间，显色后放置时间10min以上。

（3）第一，测全铁时先用盐酸羟胺还原3价铁为2价，控制pH值，显色后测定。

第二，测亚铁时不用还原，控制pH值，直接显色测定。

（4）不行。因为，只有2价铁参与显色反应，加盐酸羟胺的目的是把试样中的3价铁还原为2价，所以要先加入盐酸羟胺。

2. 关于采用双指示剂法测定混合碱样的实验，请回答下列问题：

(1) 用双指示剂法测定混合碱组成的方法原理是什么？

(2) 采用双指示剂法测定混合碱，判断下列五种情况下，混合碱的组成？

①V1=0 V2>0 ②V1>0 V2=0 ③V1>V2 ④V1

(3) 用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时，以酚酞作指示剂，用NaOH滴定HCl，若NaOH 溶液因贮存不当吸收了CO2，问对测定结果有何影响？

（4）如果基准物未烘干，将使标准溶液浓度的标定结果偏高还是偏低？

参考答案或提示：

(1) 测混合碱试液，可选用酚酞和甲基橙两种指示剂。以HCl标准溶液连续滴定。

(2) ① V1=0 V2>0时，组成为：HCO3-

② V1>0 V2=0时，组成为：OH-

③ V1>V2时，组成为：CO32-+ OH-

④ V1

⑤ V1=V2时，组成为： CO32-

(3) 形成Na2CO3，使NaOH溶液浓度降低，在滴定过程中虽然其中的Na2CO3按一定量的关系与HCl定量反应，但终点酚酞变色时还有一部分NaHCO3未反应，所以使测定结果偏高。

（4）将使标准溶液浓度的标定结果偏高。

3. 关于采用络合滴定法测定水的总硬度的实验，请回答下列问题：

（1）络合滴定中为什么加入缓冲溶液？

（2）络合滴定法与酸碱滴定法相比，有那些不同点？操作中应注意那些问题？

(3) 什么叫水的总硬度？怎样计算水的总硬度？

(4) 为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时要控制pH ≈10，而滴定Ca2+分量时要控制pH 为12～13？若pH>13时测Ca2+对结果有何影响？

参考答案或提示：

（1）各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH 值，否则就不能被准确滴。而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色，导致终点误差变大，甚至不能准确滴定。因此酸度对络合滴定的影响是多方面的，需要加入缓冲溶液予以控制。

(2) 络合滴定法与酸碱滴定法相比有下面两个不同点：

① 络合滴定中要求形成的配合物（或配离子）要相当稳定，否则不易得到明显的滴定终点。 ② 在一定条件下，配位数必须固定（即只形成一种配位数的配合物）。

(3) 水中Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度。

计算水的总硬度的公式为： 1000)(??水V M cV CaO EDTA （mg·L -1）

100)(??水V M cV CaO EDTA ( o )

(4) 因为滴定Ca 2+、Mg 2+总量时要用铬黑T 作指示剂，铬黑T 在pH 为8～11之间为蓝色，与金属离子形成的配合物为紫红色，终点时溶液为蓝色。所以溶液的pH 值要控制为10。测定Ca2+时，要将溶液的pH 控制至12～13，主要是让Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀。以保证准确测定Ca 2+的含量。在pH 为12～13间钙指示剂与Ca 2+形成酒红色配合物，指示剂本身呈纯蓝色，当滴至终点时溶液为纯蓝色。但pH>13时，指示剂本身为酒红色，而无法确定终点。

4. 关于采用离子选择电极法测定天然水中F -离子的含量的实验，请回答下列问题：

（1）F -选择电极在使用时应注意哪些问题?

（2）为什么要清洗F -电极使其响应电位读数小于-200mV ？

（3）柠檬酸钠在测量中起哪些作用?

参考答案或提示：

（1）定位校准，清洗，pH值范围等。

（2）空白校正。

（3）控制溶液的pH值，可消除Al3+，Fe3+的干扰。

5. 关于采用气—固色谱法测定空气中0

2,N

2

组分的含量的实验，请回答下列问

题：

（1）为了检验气相色谱仪的整个流路是否漏气，比较简单而快速的方法是什么？

（2）色谱图上的色谱峰流出曲线可以说明什么问题？

（3）色谱归一化法定量有何特点，使用该法应具备什么条件?

参考答案或提示：

（1）检查气相色谱仪漏气的简单快速方法是用手指头堵死气路的出口处, 观察转子流量计的浮子是否较快下降到其底部, 若不是, 则表示气路系统漏气。

（2）可以说明①根据色谱峰的数目，可判断样品中所含组分的最少个数。②根据峰的保留值进行定性分析。③根据峰的面积或高度进行定量分析。④根据峰的保留值和区域宽度，判断色谱柱的分离效能。⑤根据峰间的距离，可评价固定相及流动相是否合适。

（3）该方法计算简便，定量结果与进样量无关。使用该法应各个组分都能达到完全分离。

6. 关于采用火焰原子吸收光谱法测定铁的含量的实验，请回答下列问题：（1）简述标淮曲线法的优缺点?

（2）是否在任意浓度范围内的标准曲线都是直线？

参考答案或提示：

（1）标准曲线法的优点是：绘制好标准工作曲线后测定工作就变得相当简单，可直接从标准工作曲线上读出含量，因此特别适合于大量样品的分析。

标准曲线法的缺点是：每次样品分析的色谱条件（检测器的响应性能，柱温，流动相流速及组成，进样量，柱效等）很难完全相同，因此容易出现较大误差。此外，标准工作曲线绘制时，一般使用欲测组分的标准样品（或已知准确含量的样品），而实际样品的组成却千差万别，因此必将给测量带来一定的误差。

（2）不是。应选择适当的浓度范围，使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。