東北師范大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)思考題(1)

1、東北師范大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)思考題（1）東北師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院2017級(jí)黃棟1. 補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)揮發(fā)性液體樣品燃燒焓的測定IAAH3l4«tF4IS#if取一只預(yù)先稱好重量的玻璃小球（直徑約6mm）,用注射器將樣品裝進(jìn)小球，再在煤氣燈上把小球的玻璃管口封死。玻璃小球在裝樣前后重量之差就是液體樣品的重量。再取一片預(yù)先壓好的帶有點(diǎn)火絲的標(biāo)準(zhǔn)樣品（如苯甲酸，稱重后系在氧彈的點(diǎn)火電極上，將裝好樣品的玻璃小球放在此樣品片下面（如圖所示），充氧氣后，點(diǎn)火，標(biāo)準(zhǔn)樣品先燃燒，放出的熱使玻璃小球裂開，此時(shí)液體樣品被點(diǎn)燃，并在氧氣中完全燃燒。其余操作方法與固體樣品燃燒熱的測定基本類似。氧彈中樣品燃燒放出的熱量為

2、固體標(biāo)準(zhǔn)樣品、液體樣品以及點(diǎn)火絲燃燒放熱之總和。由于固體標(biāo)準(zhǔn)樣品及點(diǎn)火絲的燃燒熱是已知的，所以很容易計(jì)算出液體樣品的燃燒熱。中和焓試分析影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素有哪些？系統(tǒng)保溫效果要好，保溫裝置要充分干燥，電流電壓值不要太高或者太低，即引入系統(tǒng)熱量不要太高太低，同時(shí)升溫速度不易太快，酸堿要充分快速混合2. 本實(shí)驗(yàn)用的是電熱法標(biāo)定反應(yīng)體系C,能否改用其他方法？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來。測定量熱計(jì)熱容C的方法一般有兩種：化學(xué)標(biāo)定法和電熱標(biāo)定法。前者是將已知熱效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣品放在量熱計(jì)中反應(yīng)。方案:將已知熱效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液HCl和過量的NaOH溶液放在量熱計(jì)中反應(yīng)，使之放出一定熱量，根據(jù)在體系中實(shí)際測得的溫度

3、升高值(T),由下式計(jì)算出量熱計(jì)熱容C。n(HCl)He+(Vpc+C)AT=0(2)rm【式中n(HCl)為參加反應(yīng)溶液的物質(zhì)的量；V為反應(yīng)體系中溶液的總體積,單位為L；p為溶液的密度；c為溶液的比熱容，即每千克溶液溫度升高1K所吸收的熱量，單位為kJL-ikg-1。一般當(dāng)溶液的密度不是太大或太小的情況下，溶液的密度與比熱容的乘積可視為常數(shù)。因此實(shí)驗(yàn)中如果控制反應(yīng)物體積相同，則(Vpc+C)亦為一常數(shù)，它就是反應(yīng)體系(包括反應(yīng)液和量熱器)的總熱容，以C'表示。代入(2)式可得。由C'可方便地在相同條件下，測得任一中和反應(yīng)的中和熱。】為什么實(shí)驗(yàn)測量得到的溫度差值要經(jīng)過作圖法校正

4、？答：由于存在熱漏現(xiàn)象以及攪拌機(jī)功率過大引進(jìn)的熱量，所以要用雷諾圖解校正法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這樣才能真實(shí)地代表被測樣品燃燒熱引起溫度升高的數(shù)值厶T°(P49)3. 如何測量無限稀釋時(shí)的中和焓？在一定的溫度下，測得不同濃度的中和熱，再做濃度與中和熱的曲線，通過取極限的方式，求得無限稀釋時(shí)的中和熱。4. 在實(shí)驗(yàn)過程中為什么要防止空氣倒灌？如果在等壓計(jì)I球與III球間有空氣，對(duì)測定沸點(diǎn)有何影響？其結(jié)果如何？怎么判斷空氣已被趕凈？(1) 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)防空氣倒灌，是因?yàn)椋嚎諝鈺?huì)進(jìn)入I球與III管之間的空間，影響測量；會(huì)使II、III組成U型管內(nèi)液體進(jìn)入I球內(nèi)。(2) 在I球與III管間有空氣會(huì)

5、使所測蒸汽壓升高，導(dǎo)致所測沸點(diǎn)降低(3) 開動(dòng)真空泵，當(dāng)測壓儀的示數(shù)為-50至60kPa時(shí)，關(guān)閉三通閥，觀察測壓儀讀數(shù)，若讀數(shù)不變，則系統(tǒng)不漏氣。若真空度下降，則系統(tǒng)漏氣。5. 能否在加熱情況下檢查是否漏氣?不能。因?yàn)闇囟壬?，使氣體的壓力增大（因體系的體積不變），會(huì)彌補(bǔ)因漏氣使壓力的減小，造成誤認(rèn)為不漏氣或漏氣程度很小的情況。6. 本實(shí)驗(yàn)主要誤差來源是什么？裝置的密閉性是否良好，抽真空是否徹底，乙醇本身是否含有雜質(zhì)，恒溫時(shí)間是否足夠以及人肉眼判斷兩液面相平會(huì)出現(xiàn)誤差等。7. 操作步驟中，在加入不同數(shù)量的各組分時(shí)，如發(fā)生了微小的偏差，對(duì)相圖的繪制有無影響？為什么？答：加入各組分時(shí)，如發(fā)生了微小

6、的偏差，對(duì)相圖的繪制無影響，因?yàn)樽罱K液體的組成是通過對(duì)折光率的測定，在工作曲線上得出，所以無影響。8. 折射率的測定為什么要在恒定溫度下進(jìn)行？答：因?yàn)檎凵渎逝c溫度有關(guān)，溫度升高，折射率降低，所以在測量時(shí)要在兩棱鏡的周圍夾套內(nèi)通入恒溫水，保持恒溫。9. 影響實(shí)驗(yàn)精度的因素之一是回流的好壞。如何使回流進(jìn)行好？它的標(biāo)志是什么？答：保證裝置的設(shè)計(jì)合理，使冷凝管與蒸餾瓶的間距盡可能短些，其次在回流時(shí)調(diào)整合適的加熱狀態(tài)，使蒸氣冷凝的最高部位保持在冷凝管的中間位置上。最后一點(diǎn)是裝置的密封性要好。要使回流進(jìn)行好，必須使氣液多次充分接觸，延長回流時(shí)間。回流效果好的重要標(biāo)志是在回流狀態(tài)下溫度保持不變（溫度計(jì)示數(shù)保

7、持恒定），氣相冷凝液的組成恒定。10. 對(duì)應(yīng)某一組成測定沸點(diǎn)及氣相冷凝液和液相折射率，如因某中原因缺少其中某一個(gè)數(shù)據(jù)，應(yīng)如何處理？它對(duì)相圖的繪制是否有影響？答：沸點(diǎn)的數(shù)據(jù)不能少，其它可以少。對(duì)于缺少的數(shù)據(jù)，可以忽略，用其他點(diǎn)代替作圖即可。11. 阿貝折射儀（書本P81）12. 由所得相圖，討論某一組成的溶液在簡單蒸餾中的分離情況？若組成在0X之間，蒸餾會(huì)得到A（異丙醇）和C；若組成在X1之間，蒸餾將會(huì)得到C和B（環(huán)己烷）。若組成為x,則蒸餾只會(huì)得到恒沸混合物C。13. 試從相律闡明各步冷曲線的形狀,并標(biāo)出相圖中各區(qū)域的相態(tài)。見實(shí)驗(yàn)報(bào)告14. 為什么制備焊錫時(shí),組成選擇在含錫61.9%左右？（1

8、）含錫61.9%左右對(duì)應(yīng)為最低共熔點(diǎn),溫度最低,有利于加工（2）使Pb和Sn同時(shí)析出,形成穩(wěn)定合金15. 各樣品的步冷曲線的平臺(tái)長短為什么不同？樣品組成不同,熔化熱不同。熔化熱越多,放熱越多,隨時(shí)間增長溫度降低的越遲緩。故融化熱越大,樣品的步冷曲線水平段越長。16. 為什么要緩慢冷卻樣品作步冷曲線？使溫度變化均勻,接近相平衡態(tài)。因?yàn)楸粶y體系必須時(shí)時(shí)處于或接近于相平衡狀態(tài)才能得到較好的結(jié)果。17. 為什么電池電動(dòng)勢不能用伏特計(jì)直接測量？電池電動(dòng)勢不能用伏特計(jì)直接測量。因?yàn)楫?dāng)伏特計(jì)與電池接通后,由于存在電流I, 電池放電，不斷發(fā)生化學(xué)變化，電池中溶液的濃度不斷改變，使電動(dòng)勢值發(fā)生變化；另一方面,由

9、于電池本身存在內(nèi)電阻,所以伏特計(jì)所量出的只是兩極的電勢降，而不是電池的電動(dòng)勢。只有在沒有電流通過時(shí)的電勢降才是電池真正的電動(dòng)勢。18. 對(duì)消法測量電池電動(dòng)勢原理（P137電路圖以及電位差計(jì)的工作原理）對(duì)消法是在待測電池上并聯(lián)一個(gè)大小相等、方向相反的外加電源，這樣待測電池中沒有電流通過，外加電源的大小即等于待測電池的電動(dòng)勢。19. 關(guān)于鹽橋作用：使原來產(chǎn)生顯著液接電勢的兩種液體彼此不直接接界，顯著降低液接電勢選擇原則：1.各離子不參與電極反應(yīng)，是電化學(xué)反應(yīng)惰性的離子；2. 離子遷移率高，且正負(fù)離子遷移率接近一致3. 要飽和溶液，這樣導(dǎo)電效率才能達(dá)到最高。20. 為什么可用蒸餾水來校正旋光儀的零點(diǎn)

10、？答：主要是因?yàn)檎麴s水沒有旋光性，且作為蔗糖的溶劑，其旋光度為零，其次是因?yàn)樗鼰o色透明，方便可得，化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定。21. 在旋光度的測量中為什么要對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行校正？它對(duì)旋光度的精確測量有什么影響？在本實(shí)驗(yàn)中若不進(jìn)行校正對(duì)結(jié)果是否有影響？答：旋光儀由于長時(shí)間使用，精度和靈敏度變差，故需要對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行校正。若不校正會(huì)使測量值的精確度變差，甚至產(chǎn)生較大的誤差。本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，用旋光度的差值進(jìn)行作圖和計(jì)算，儀器精度誤差可以抵消不計(jì)，故若不進(jìn)行零點(diǎn)較正，對(duì)結(jié)果影響不大。22. 為什么配置蔗糖溶液可用上皿天平稱量？答：蔗糖水解為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)物起始濃度不影響反應(yīng)速度常數(shù)，而且實(shí)驗(yàn)是通過測定反應(yīng)液旋光度來代替濃度作圖求速率常數(shù)值，以旋光度為標(biāo)準(zhǔn)，與濃度無關(guān)。23. 影響誘導(dǎo)期和振蕩周期的主要因素內(nèi)因：誘導(dǎo)活化能和振蕩活化能外因：溫度（升高溫度，縮短誘導(dǎo)期和振蕩期）pH（增加酸度一般可以縮短振蕩時(shí)間）反應(yīng)物濃度24. Ce3+離子的作用（1）反應(yīng)催化劑（2）指示作用。因其濃度隨時(shí)間發(fā)生周期性變化，可通過顏色變化