物理化学实验思考题解答

试验一燃烧热的测定在本试验中，哪些是系统？哪些是环境？系统和环境间有无热交换？这些热交换对试验结果有何影响？如何校〔〕〔试验过程中有热损耗：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。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或〔0.5-1℃，内桶盖盖严，避开搅拌器摩擦内筒内壁，试验完毕，将。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，可依据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。试分析样品燃不着、燃不尽的缘由有哪些?提示：压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着；压片太松、氧气缺乏会造成燃不尽。试分析测量中影响试验结果的主要因素有哪些?本试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试验结果的主要因素。本试验成功的关键：药品的量适宜，压片松紧适宜，雷诺温度校正。使用氧气钢瓶和氧气减压器时要留意哪些事项？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，N的氧化会产生热效应。在一般的试验中，可以无视不计；在准确的试验中，这局部热效应应予校正，方法如下：用2试验二凝固点降低法测定相对分子质量0.1mol·dm-3NaOH5.983J(放热)。2.在环境恒温式量热计中，为什么内筒水温要比外筒的低？低多少适宜？在环境恒温式量热计中，点火后，系统燃烧放热，内筒水温度上升1.5-2℃，假设点11℃，整个燃烧过程的平均温度和外筒温度根本一样，所以试验二凝固点降低法测定相对分子质量0.5-1℃较适宜。W什么缘由可能造成过冷太甚？假设过冷太甚，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？说明缘由。答：寒剂温度过低会造成过冷太甚。假设过冷太甚，则所测溶液凝固点偏低。根据公式WT

Km M

K

B 103可知由于溶液凝固点偏低， Tf偏大，由此所得萘的相对分子f f f f B

B f T Wf A质量偏低。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消灭过冷现象，也就不能产生大量细小晶体析出的这个试验现象，会导致试验失败，另一方面会使试验的整个时间延长，不利于试验的顺当完成；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。参加溶剂中的溶质量应如何确定?度来确定，由于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，简洁测定，又要保证是稀溶液这个前提。假设参加量过多，一方面会导致凝固点下降过多，不利于溶液凝固点的测定，另一方面有可能超出了稀溶液的范围而不具有依数性。过少则会使凝固点下降不明显，也不易测定并且试验误差增大。4.估算试验测定结果的误差，说明影响测定结果的主要因素？答：影响测定结果的主要因素有掌握过冷的程度和搅拌速度、寒剂的温度等。本试验测定凝固点需要过冷消灭，过冷太甚会造成凝固点测定结果偏低，因此需要控制过冷程度，只有固液两相的接触面相当大时，固液才能到达平衡。试验过程中就是实行突然搅拌的方式和转变搅拌速度来到达掌握过冷程度的目的；寒剂的温度，寒剂温度过高过低都不利于试验的完成。当溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成协作物时，测定的结果有何意义？答：溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成协作物时，凝固点降低法测定的相对分子质量为溶质的解离、缔合、溶剂化或者形成的协作物相对分子质量，因此凝固点降低法测定出的结果反响了物质在溶剂中的实际存在形式。在冷却过程中，凝固点测定管内液体有哪些热交换存在？它们对凝固点的测定有何影响？答：凝固点测定管内液体与空气套管、测定管的管壁、搅拌棒以及温差测量仪的传感器等存在热交换。因此，假设搅拌棒与温度传感器摩擦会导致测定的凝固点偏高。测定管的外壁上粘有水会导致凝固点的测定偏低。试验三纯液体饱和蒸气压的测定在停顿抽气时，假设先拔掉电源插头会有什么状况消灭?答：会消灭真空泵油倒灌。能否在加热状况下检查装置是否漏气?漏气对结果有何影响?答：不能。加热过程中温度不能恒定，气－液两相不能到达平衡，压力也不恒定。漏气会导致在整个试验过程中体系内部压力的不稳定，气－液两相无法到达平衡，从而造成所测结果不准确。压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动?答：由于体系未到达气－液平衡。克－克方程在什么条件下才适用?答：克－克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积VVg相比可略而不计；二是无视温度对摩尔蒸发热△H的影响，在试验温度范围内可视其为常数。三是气体视为抱负气vap m体。5. 本试验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关？答：有关。6.本试验主要误差来源是什么?答：装置的密闭性是否良好，水本身是否含有杂质等。试验四双液系的气一液平衡相图的绘制1．本试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：试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准确。2?提示：两相温度应当一样，但实际是不一样的，一般将温度计的水银球插入溶液下1/3较好。3．收集气相冷凝液的小槽体积大小对试验结果有无影响？为什么？提示：有影响，气相冷凝液的小槽大小会影响气相和液相的组成。4．阿贝折射仪的使用应留意什么？提示：不能测定强酸、强碱等对仪器有强腐蚀性的物质。5．争论本试验的主要误差来源。提示：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、测定的速度慢等要在工作曲线上查折射率对应的气液相组成。7.过热现象对试验产生什么影响？如何在试验中尽可能避开？答：过热现象使得溶液沸8.在试验五二组分金属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：纯物质的步冷曲线在其熔点处消灭水平段，混合物在共熔温度时消灭水平段。而平台长短也不同。作相图还有哪些方法？答：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(斜率的转变)来推断相的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供给更多的温度补偿，使曲线斜率转变较大。有时在消灭固相的冷却记录曲线转折处消灭凹陷的小弯，是什么缘由造成的？此时应如何读相图转折温度？答：这是由于消灭过冷现象造成的，遇到这种状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，冷却曲线为什么消灭折点？纯金属、低共熔金属、及合金等转折点各有几个？曲线外形为何不同？答：由于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转变，消灭折点。纯金属、低共熔金属各消灭一个水平段，合金消灭一个折点和一个水平段。由于曲线的外形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一2种再同时析出，所以会消灭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？〔可以粗略确〕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的二组分相图比照即可得出该合金的组成。总质量一样但组成不同的Pb-Sn混合物的步冷曲线，其水平段的长度有什么不同？为什么？〔1混合物中含Sn越多，其步冷曲线水平段长度越长，反之，亦然。〔2由于Pb和Sn的熔化热分别为23.0和59.4jg1熔化热越大放热越多，随时间增长温度降低的越缓慢，故熔化热越大，样品的步冷曲线水平段长度越长。试验六原电池电动势的测定对消法测电动势的根本原理是什么?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，因而必需想方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。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且较恒定的电极，它在测量中可作标准电极使用，在试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。以标准氢电极(其电极电势规定为零)作为标准，。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，应当不与两种电解质溶液反响且阴阳离子的迁移数应接近，而且浓度要高。?答：应留意电池回路接通之前，应当让电池稳定一段时间，让离子交换到达一个相对的平衡状态；还应当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，避开测量时回路中有较大电流。比照理论值和试验测得值，分析误差产生的缘由。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。在准确的试验中，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，以避开氧气参与电极反响，腐蚀电极等。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？〔1〕电位差计是依据对消法测量转变电极外表的平衡状态〔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〔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全都。触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不全都等。在测量金属电极的电极电势时，金属电极要加以处理，以除去氧化膜。E〔1〕//氯化钾溶液中。对制锌汞齐电极和镀铜电极应准时测量，避开再度被氧化。试验七一级反响－蔗糖的转化k有无影响?lnc=-kt+B的斜率，因而蔗糖浓度不准对k的测量无影响。H+在该反响体系中作催化剂，它的浓度会影响k的大小。在混合蔗糖溶液和盐酸溶液时，我们将盐酸溶液加到蔗糖溶液里去，可否将蔗糖溶液加到盐酸溶液中？为什么？答：不能。本反响中氢离子为催化剂，假设将蔗糖溶液加到盐酸溶液中，在瞬间体系中氢离子浓度较高，导致反响速率过快，不利于测定。测定最终旋光度时，为了加快蔗糖水解进程，承受60℃左右的恒温使反响进展到底，为什么不能承受更高的温度进展恒温？答：温度过高将会产生副反响，颜色变黄。在旋光度的测量中，为什么要对零点进展校正？在本试验中假设不进展校正，对结果是否有影响？答：由于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展校正。本试验不需要校正，5.k值的测定？为什么？答：不影响。不同时间所作的直线的位置不同而已，但k〔所作直线的斜率〕一样。t1〕由于待测液是以蒸馏水作为溶剂的蔗糖水溶液，以蒸馏水的旋光度作为零点，则待测液的旋光度的变化反映出蔗糖的转化过程旋光度的变化。αt不需要零点校正，由于数据处理要求ln(α－α

)对t作图，假设αα

对零点都有一个偏差α－α可以抵消。

t ∞ t ∞ t∞－α

)t作图的斜率为–kα－α，需要的是差。t ∞ t ∞k与哪些因素有关？答：温度、盐酸的浓度8．试分析本试验误差来源，怎样削减试验误差？答〔1〕〔2〕测定温度尽量接近室温试验八二级反响－乙酸乙酯皂化为什么试验用NaOH和乙酸乙酯应颖配制?答：氢氧化钠溶液易吸取空气中二氧化碳而变质；乙酸乙酯简洁挥发和发生水解反响而使浓度转变。CHCOOCH

和NaOH溶液在混合前还要预先恒温？混合时能否将乙酸乙3 2 5酯溶液倒入NaOH溶液中一半时开头计时？〔〕由于温度对电导有影响〔〕不能，应刚混合完开头计时。被测溶液的电导率是哪些离子的奉献?反响进程中溶液的电导率为何发生削减?Na、OH和CHCOONaOH的迁移率比CHCOO的迁3 3移率大得多。随着时间的增加，OHCHCOO不断增加，所以，体系的电导率值不断下降。3为什么要使两种反响物的浓度相等?答：为了使二级反响的数学公式简化。NaOH0.0100mol·dm-3CHCOONaκ、κ？答：κ3 0 ∞

是反响：CHCOOCH＋NaOH→CHCOONa＋CHOH t=0CHCOOCHNaOH混合的瞬间就已开头反响，因3 25

3 25

3 25κ也不是t=0CHCOOCHNaOH体积和浓度都相等，二者混合后浓度均稀释一倍，假设3 25COOCH的电导率，0.0100mol·dm-3NaOHκκκt=时的电导率，当反响完全时，CHCOONa3 25 0 ∞ 3t=0NaOH浓度一样，假设无视CHOH的电导率，0.0100mol·dm-3CHCOONaκκ。25 3 ∞6kCHCOOCHa＞bNaOH溶液浓度，则其反响速率方程的积分式为a aκt+κ0(—-1)-κ—

3 25ln

0c ab btκ -κ—tccCκc

分别为反响进展完全后体系中产物CHCOONa的浓度和电导率假设a＞b时b=C， 假设ab时a=C337NaOHk稀才可认为CHCOONa3是全部电离的。反响前后Na+的浓度不变。随着反响的进展，导电力量很强的OH-离子渐渐被导电力量弱的CHCOO-离子所取代，致3使溶液的电导渐渐减小。可用电导率仪测量皂化反响进程中电导率随时间的变化，以跟踪反响物浓度随时间变化。1.试验时用分光光度计测量什么物理量？它和碘浓度有什么关系？答：测量的是溶液的吸光度A；依据朗伯－比尔I2.CHCOCH溶液参加盛有IHCl2 3 3 2溶液的碘瓶中时，反响即开头，而反响时间却以溶液混合均匀并注入比色皿中才开头计时，这样操作对试验结果有无影响？为什么？答：无影响。不同时间所作的直线的位置不同而已，但k〔所作直线的斜率〕一样。3.kTkkk，还是暗箱温度时的k?k的影响不大。所测得的k是暗箱温度时的k。试验十溶液外表张力的测定(最大气泡压力法)1.用最大气泡压力法测定外表张力时为什么要读最大压力差？提示：假设读中间某个压力差值，不能保证每次读压力差对应大小一样气泡。2.为何要掌握气泡逸出速率？提示：气泡逸出速率会影响气泡的大小，近而影响压力差值的大小，因而要保证测定过程中气泡逸出速率恒定。3.本试验需要在恒温下进展吗？为什么？提示：需要恒温，由于外表张力的大小受温度的影响。4.毛细管尖端为何必需调整得恰与液面相切？否则对试验有何影响?提示：毛细管尖端假设不与液面相切插入肯定深度，会引起外表张力测定值偏小5.哪些因素影响外表张力测定的结果？如何减小或消退这些因素对试验的影响？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。减小或消退这些因素引起误差的措施是：恒温、掌握气泡逸出速率恒定、毛细管干净以及毛细管与液面相切。试验十一胶体制备和电泳电泳中关心液起何作用，选择关心液的依据是什么？提示：辅液主要起胶体泳动的介质、电介质作用和与胶体形成清楚的界面易于观测等作用。选择的辅液不能与胶体发生化学反响，电导率与胶体一样等本试验是用界面移动法测电动电势，假设在电泳测定中如不用关心液体，只靠气液界面，不存在液-液界面，无法推断液-液界面移动状况〕假设电泳仪事先没有洗干净，内壁上残留有微量的电解质，对电泳测量的结果将会产生什么影响？提示：可能转变电势大小，甚至引起胶体的聚沉。电泳仪中不能有气泡，为什么？提示：气泡会阻断电介质。电势、介质的粘度ηεVξηεV如温度、胶体浓度、胶体中杂质、通电时间的长短、电泳管受到震惊的状况、电泳管的胶塞处通大气的畅通状态等。5本试验中所用的稀盐酸溶液的电导为什么必需和所测溶胶的电导率相等或尽量接近？答：为了保持ξ电势计算式中的电势梯度〔V/L〕尽量接近6溶胶胶粒带何种符号的电荷？为什么它会带此种符号的电荷？答〔1〕试验中溶胶移向负极，说明溶胶带正电。 〔2〕溶胶带正电，实际上是胶粒带正电：7Fe(OH)3

FeCl3

2

+3HCl3Fe(OH)HCl=FeOCl+2HO， FeOCl离解成FeOCl离子。胶团构造为：3 2 [Fe(OH)〕].nFeO.(n-)Cl-].Cl-3 m胶粒8、仅用自来水冲洗电泳管和试管，对试验结果会有何影响？答：溶胶会发生聚沉。界面移动速率减小，电动电势ξ偏小。9、通过气味推断两电极上各产生的什么气体？为什么？答：〔1〕从正阳极上产生刺激性气味推断是氯气。负阴极上产生的气体没有气〔2〕正阳极上电极电势低Fe(OH)3

FeCl3

浓度低，体积小，生成的HClHClEI=1000A.m-2Pt上HO2H++1/2O2e-Eir≈r+ηO〔Pt〕2 2 2=1.229+1.28=2.51V2Cl-Cl+2-2

Eir≈Er+ηCl〔Pt〕=1.36+0.054=1.41V2H+2e-H2

没有竞争反响。7〔1〕使用的仪器必需干净，蒸馏水及药品不能被污染〔2〕HCl度全都或比HCl〔3〕用下加液法往电泳管中加溶胶时，乳胶管中无气泡，开头肯定要慢，保证界面清楚〔4〕电泳管的胶塞处通大气要畅通。Poisuille公式时就无法近似，也就无法用时间的比值来代替粘度；假设毛细管过细，简洁造成堵塞，导致试验失败。乌氏粘度计中的C管的作用是什么？能否去除C管改为双管粘度计使用？答乌氏粘度计中支管C：C管的作用是形成气承悬液柱。不能去除C管改为双管粘度计，由于没有了C管，就成了连通器，不断稀释之后会导致粘度计内液体量不一样，这样在测定液体流出时间时就不能处在一样的条件之下，因而没有可比性。只有形成C也可以测定溶液的粘度，但是没有C支管使毛细管下端和上端同时与大气相通，F管中溶液重力的影响会影响流出毛细管的时间，导致测定结果精度差。假设把溶液吸到了乳胶管内对试验结果有何影响？答：会使溶液浓度降低，导致测定的流出时间减小，从而使相对粘度测定值减小，影响试验结果。试列举影响准确测定的因素有哪些?答：影响准确测定的因素有温度、溶液浓度、搅拌速度、粘度计的垂直度等。粘度法测定高聚物的摩尔质量有何局限性？该法适用的高聚物摩尔质量范围是多少？答：粘度法是利用大分子化合物溶液的粘度和分子量间的某种阅历方程来计算分子量，适用于各种分子量的范围。局限性在于不同的分子量范6与奥氏粘度计相比，乌氏粘度计有何优点？本试验能否用奥氏粘度计？答〔1〕乌氏粘度计比奥氏粘度计CC使毛细管下端和上端同时与大气相通，溶液是在其本身重力作用下流出的，故测定数据更准确〔2〕本试验C管的奥氏粘度计，只是测定精度不高。6为什么用[η]来求算高聚物的分子