物理化學實驗思考題答案

1、物理化學實驗思考題答案【轉載】物理化學實驗思考題答案思考題實驗一燃燒熱的測定1 .在本實驗中，哪些是系統(tǒng)？哪些是環(huán)境？系 統(tǒng)和環(huán)境間有無熱交換？這些熱交換對實驗結 果有何影響？如何校正？提示：盛水桶內部物質及空間為系統(tǒng)， 除盛水桶 內部物質及空間的熱量計其余部分為環(huán)境， 系統(tǒng) 和環(huán)境之間有熱交換，熱交換的存在會影響燃燒 熱測定的準確值，可通過雷諾校正曲線校正來減 小其影響。2 .固體樣品為什么要壓成片狀？蔡和苯甲酸的 用量是如何確定的？提示：壓成片狀有利于樣品充分燃燒； 蔡和苯甲 酸的用量太少測定誤差較大，量太多不能充分燃 燒，可根據(jù)氧彈的體積和內部氧的壓力確定來樣 品的最大用量。3 .試分析

2、樣品燃不著、燃不盡的原因有哪些 ？提示：壓片太緊、燃燒絲陷入藥片內會造成燃不 著；壓片太松、氧氣不足會造成燃不盡。4 .試分析測量中影響實驗結果的主要因素有哪 些？本實驗成功的關鍵因素是什么？提示：能否保證樣品充分燃燒、系統(tǒng)和環(huán)境間的 熱交換是影響本實驗結果的主要因素。 本實驗成 功的關鍵：藥品的量合適，壓片松緊合適，雷諾 溫度校正。5 .使用氧氣鋼瓶和氧氣減壓器時要注意哪些事項？提示：閱讀物理化學實驗教材 P217-220 實驗二凝固點降低法測定相對分子質量1 .什么原因可能造成過冷太甚？若過冷太甚， 所測溶液凝固點偏低還是偏高？由此所得票的 相對分子質量偏低還是偏高？說明原因。答：寒劑溫度

3、過低會造成過冷太甚。若過冷太甚， 則所測溶液凝固點偏低。根據(jù)公式和可知由于 溶液凝固點偏低，？Tf偏大，由此所得票的相對分子質量偏低。2 .寒劑溫度過高或過低有什么不好？答：寒劑溫度過高一方面不會出現(xiàn)過冷現(xiàn)象，也就不能產生大量細小晶體析出的這個實驗現(xiàn)象， 會導致實驗失敗，另一方面會使實驗的整個時間 延長，不利于實驗的順利完成；而寒劑溫度過低 則會造成過冷太甚，影響蔡的相對分子質量的測 定，具體見思考題1答案。3 .加入溶劑中的溶質量應如何確定？加入量過 多或過少將會有何影響？答：溶質的加入量應該根據(jù)它在溶劑中的溶解度 來確定，因為凝固點降低是稀溶液的依數(shù)性， 所 以應當保證溶質的量既能使溶液的

4、凝固點降低 值不是太小，容易測定，又要保證是稀溶液這個 前提。如果加入量過多，一方面會導致凝固點下 降過多，不利于溶液凝固點的測定，另一方面有 可能超出了稀溶液的范圍而不具有依數(shù)性。過少 則會使凝固點下降不明顯，也不易測定并且實驗 誤差增大。4 .估算實驗測定結果的誤差，說明影響測定結 果的主要因素？答：影響測定結果的主要因素有控制過冷的程度 和攪拌速度、寒劑的溫度等。本實驗測定凝固點 需要過冷出現(xiàn)，過冷太甚會造成凝固點測定結果 偏低，因此需要控制過冷程度，只有固液兩相的 接觸面相當大時，固液才能達到平衡。實驗過程 中就是采取突然攪拌的方式和改變攪拌速度來 達到控制過冷程度的目的；寒劑的溫度，

5、寒劑溫 度過高過低都不利于實驗的完成。5 .當溶質在溶液中有解離、締合、溶劑化和形 成配合物時，測定的結果有何意義？答：溶質在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成 配合物時，凝固點降低法測定的相對分子質量為 溶質的解離、締合、溶劑化或者形成的配合物相 對分子質量，因此凝固點降低法測定出的結果反 應了物質在溶劑中的實際存在形式。6 .在冷卻過程中，凝固點測定管內液體有哪些 熱交換存在？它們對凝固點的測定有何影響？ 答：凝固點測定管內液體與空氣套管、 測定管的 管壁、攪拌棒以及溫差測量儀的傳感器等存在熱 交換。因此，如果攪拌棒與溫度傳感器摩擦會導 致測定的凝固點偏高。測定管的外壁上粘有水會 導致凝固點

6、的測定偏低。實驗三純液體飽和蒸氣壓的測定1 .在停止抽氣時，若先拔掉電源插頭會有什么 情況出現(xiàn)？答：會出現(xiàn)真空泵油倒灌。2 .能否在加熱情況下檢查裝置是否漏氣？漏氣 對結果有何影響？答：不能。加熱過程中溫度不能恒定，氣-液兩 相不能達到平衡，壓力也不恒定。漏氣會導致在整個實驗過程中體系內部壓 力的不穩(wěn)定，氣-液兩相無法達到平衡，從而造 成所測結果不準確。3 .壓力計讀數(shù)為何在不漏氣時也會時常跳動 ？ 答：因為體系未達到氣一液平衡。4 .克一克方程在什么條件下才適用？答：克-克方程的適用條件：一是液體的摩爾體 積V與氣體的摩爾體積Vg相比可略而不計；二 是忽略溫度對摩爾蒸發(fā)熱 AapHm的影響，

7、在實驗 溫度范圍內可視其為常數(shù)。三是氣體視為理想氣 體。5 .本實驗所測得的摩爾氣化熱數(shù)據(jù)是否與溫 度有關？答：有關。6 .本實驗主要誤差來源是什么？答：裝置的密閉性是否良好，水本身是否含有雜 質等。實驗四雙液系的氣一液平衡相圖的繪制1 .本實驗在測向環(huán)己烷加異丙醇體系時，為什么沸點儀不需要洗凈、烘干？提示：實驗只要測不同組成下的沸點、平衡時氣 相及液相的組成即可。體系具體總的組成沒必要 精確。2 .體系平衡時，兩相溫度應不應該一樣？實際 呢？怎樣插置溫度計的水銀球在溶液中， 才能準 確測得沸點呢？提示：兩相溫度應該一樣，但實際是不一樣的， 一般將溫度計的水銀球插入溶液下 1/3較好。3 .收

8、集氣相冷凝液的小槽體積大小對實驗結果有無影響？為什么？提示：有影響，氣相冷凝液的小槽大小會影響氣 相和液相的組成。4 .阿貝折射儀的使用應注意什么？提示：不能測定強酸、強堿等對儀器有強腐蝕性 的物質。5 .討論本實驗的主要誤差來源。提示：影響溫度測定的：溫度計的插入深度、沸 騰的程度等；影響組成測定的：移動沸點儀時氣 相冷凝液倒流回液相中、測定的速度慢等實驗五二組分金屬相圖的繪制1 .對于不同成分混合物的步冷曲線，其水平段 有什么不同？答：純物質的步冷曲線在其熔點處出現(xiàn)水平段， 混合物在共熔溫度時出現(xiàn)水平段。而平臺長短也 不同。2 .作相圖還有哪些方法？答：作相圖的方法還有溶解度法、沸點法等。

9、3 .通常認為，體系發(fā)生相變時的熱效應很小， 則用熱分析法很難測得準確相圖，為什么 ？在 含Bi30%和80%的二個樣品的步冷曲線中第一 個轉折點哪個明顯？為什么？答：因為熱分析法是通過步冷曲線來繪制相圖 的，主要是通過步冷曲線上的拐點和水平段（斜 率的改變）來判斷新相的出現(xiàn)。如果體系發(fā)生相 變的熱效應很小，則用熱分析法很難產生拐點和 水平段。30%樣品的步冷曲線中第一個轉折點明 顯，熔化熱大的Sn先析出，所以當發(fā)生相變時 可以提供更多的溫度補償，使曲線斜率改變較 大。4 .有時在出現(xiàn)固相的冷卻記錄曲線轉折處出現(xiàn) 凹陷的小彎，是什么原因造成的？此時應如何讀 相圖轉折溫度？答：這是由于出現(xiàn)過冷現(xiàn)

10、象造成的， 遇到這種情 況可以通過做延長線的方式確定相圖的轉折溫 度。5 .金屬熔融系統(tǒng)冷卻時，冷卻曲線為什么出現(xiàn) 折點？純金屬、低共熔金屬、及合金等轉折點各 有幾個？曲線形狀為何不同？答：因為金屬熔融系統(tǒng)冷卻時，由于金屬凝固放 熱對體系散熱發(fā)生一個補償，因而造成冷卻曲線 上的斜率發(fā)生改變，出現(xiàn)折點。純金屬、低共熔 金屬各出現(xiàn)一個水平段，合金出現(xiàn)一個折點和一 個水平段。由于曲線的形狀與樣品熔點溫度和環(huán) 境溫度、樣品相變熱的多少、保溫加熱爐的保溫 性能和樣品的數(shù)量均有關系，所以樣品的步冷曲 線是不一樣的。對于純金屬和低共熔金屬來說只 有一個熔點，所以只出現(xiàn)平臺。而對于合金來說， 先有一種金屬析出

11、，然后2種再同時析出，所以 會出現(xiàn)一個折點和一個平臺。6 .有一失去標簽的SnBi合金樣品，用什么方 法可以確定其組成？答：可以通過熱分析法來確定其組成。 首先通過 熱分析法繪制SnBi的二組分相圖，然后再繪 制該合金樣品的步冷曲線，與 SnBi的二組分 相圖對照即可得出該合金的組成。實驗六 原電池電動勢的測定1 .對消法測電動勢的基本原理是什么？為什么 用伏特表不能準確測定電池電動勢？答：對消法就是用一個與原電池反向的外加電 壓，于電池電壓相抗，使的回路中的電流趨近于 零，只有這樣才能使得測出來的電壓為電動勢。 電動勢指的就是當回路中電流為零時電池兩端 的電壓，因而必須想辦法使回路中電流為零

12、。 伏 特表測定電池電動勢的時候，回路中的電流不為 零，測出的電池兩端的電壓比實際的電動勢要 小，因此用伏特表不能準確測定電池電動勢。2 .參比電極應具備什么條件？它有什么功用 ？ 鹽橋有什么作用？應選擇什么樣的電解質作鹽 橋？答：參比電極一般用電勢值已知且較恒定的電 極，它在測量中可作標準電極使用，在實驗中我 們測出未知電極和參比電極的電勢差后就可以 直接知道未知電極的電勢。鹽橋起到降低液接電勢和使兩種溶液相連構成 閉合電路的作用。作鹽橋的電解質，應該不與兩 種電解質溶液反應且陰陽離子的遷移數(shù)相等， 而 且濃度要高。3 .電動勢的測量方法屬于平衡測量，在測量過 程中盡可能地做到在可逆條件下進

13、行。為此，應 注意些什么？答：應注意電池回路接通之前，應該讓電池穩(wěn)定 一段時間，讓離子交換達到一個相對的平衡狀 態(tài)；還應該在接通回路之前先估算電池電動勢， 然后將電位差計旋鈕設定未電池電動勢的估算 值，避免測量時回路中有較大電流。4 .對照理論值和實驗測得值，分析誤差產生的 原因。答：原電池電動勢測定結果的誤差來源有很多： 標準電池工作時間過長，長時間有電流通過，標 準電動勢偏離；鹽橋受污染；飽和甘汞電極電勢 不穩(wěn)定；未能將電位差計旋鈕設定在待測電池電 動勢應有的大體位置，使待測電池中有電流通過 等等。5 .在精確的實驗中，需要在原電池中通入氮氣， 它的作用是什么？答：為了除去溶液中的氧氣，以

14、避免氧氣參與電 極反應，腐蝕電極等。實驗七一級反應一蔗糖的轉化1 .配制蔗糖溶液時稱量不夠準確，對測量結果k 有無影響？取用鹽酸的體積不準呢？答：蔗糖的濃度不影響lnc=-kt + B的斜率，因 而蔗糖濃度不準對k的測量無影響。H+在該反 應體系中作催化劑，它的濃度會影響 k的大小。2 .在混合蔗糖溶液和鹽酸溶液時，我們將鹽酸 溶液加到蔗糖溶液里去，可否將蔗糖溶液加到鹽 酸溶液中？為什么？答：不能。本反應中氫離子為催化劑，如果將蔗 糖溶液加到鹽酸溶液中，在瞬間體系中氫離子濃 度較高，導致反應速率過快，不利于測定。3 .測定最終旋光度時，為了加快蔗糖水解進程， 采用60c左右的恒溫使反應進行到底

15、，為什么 不能采用更高的溫度進行恒溫？答：溫度過高將會產生副反應，顏色變黃。4 .在旋光度的測量中，為什么要對零點進行校正？在本實驗中若不進行校正，對結果是否有影 響？答：因為除了被測物有旋光性外，溶液中可能還 有其他物質有旋光性，因此一般要用試劑空白對 零點進行校正。本實驗不需要校正，因為在數(shù)據(jù) 處理中用的是兩個旋光度的差值。5 .記錄反應開始的時間晚了一些，是否會影響到k值的測定？為什么？答：不影響。不同時間所作的直線的位置不同而 已，但k （所作直線的斜率）相同。實驗八 二級反應一乙酸乙酯皂化1 .為什么實驗用NaOH和乙酸乙酯應新鮮配 制？答：氫氧化鈉溶液易吸收空氣中二氧化碳而變 質；

16、乙酸乙酯容易揮發(fā)和發(fā)生水解反應而使?jié)舛?改變。2 .為何本實驗要在恒溫條件下進行，而且 CH3COOC 2H5和NaOH溶液在混合前還要預先 恒溫？混合時能否將乙酸乙酯溶液倒入 NaOH 溶液中一半時開始計時？答：（1）因為溫度對電導有影響。（2）不能, 應剛混合完開始計時。3 .被測溶液的電導率是哪些離子的貢獻 ？反應 進程中溶液的電導率為何發(fā)生減少？答：參與導電的離子有、和在反應前后濃度不變，的遷移率比 的遷移率大得多。隨著時 間的增加，不斷減少，不斷增加，所以，體系 的電導率值不斷下降。4 .為什么要使兩種反應物的濃度相等？ 答：為了使二級反應的數(shù)學公式簡化。實驗九 復雜反應一丙酮碘化1

17、 .實驗時用分光光度計測量什么物理量？它和 碘濃度有什么關系？答：測量的是溶液的吸光度 A;根據(jù)朗伯一比爾 定律可知，在指定波長下，所測吸光度與I2溶液 濃度成正比關系。2 .本實驗中，將CH3COCH3溶液加入盛有12、 HCl溶液的碘瓶中時，反應即開始，而反應時間 卻以溶液混合均勻并注入比色皿中才開始計時， 這樣操作對實驗結果有無影響？為什么？答：無影響。不同時間所作的直線的位置不同而 已，但k （所作直線的斜率）相同。3 .速率常數(shù)k與T有關，而本實驗沒有安裝恒 溫裝置，這對k的影響如何？所測得的k是室溫 下的k,還是暗箱溫度時的k?答：本實驗整個過程是在室溫下進行的， 由于室 溫在短時

18、間內變化幅度很小，故對 k的影響不 大。所測得的k是暗箱溫度時的k。實驗十溶液表面張力的測定（最大氣泡壓力法）1 .用最大氣泡壓力法測定表面張力時為什么要讀最大壓力差？提示：若讀中間某個壓力差值，不能保證每次讀 壓力差對應大小相同氣泡。2 .為何要控制氣泡逸出速率？提示：氣泡逸出速率會影響氣泡的大小， 近而影 響壓力差值的大小，因而要保證測定過程中氣泡 逸出速率恒定。3 .本實驗需要在恒溫下進行嗎？為什么？提示：需要恒溫，因為表面張力的大小受溫度的 影響。4 .毛細管尖端為何必須調節(jié)得恰與液面相切？ 否則對實驗有何影響？提示：毛細管尖端若不與液面相切插入一定深 度，會引起表面張力測定值偏小。5

19、 .哪些因素影響表面張力測定的結果？如何減 小或消除這些因素對實驗的影響？提示：溫度、氣泡逸出速度、毛細管是否干凈及 毛細管的尖端是否與液面相切會影響測定結果。 減小或消除這些因素引起誤差的措施是：恒溫、 控制氣泡逸出速率恒定、毛細管干凈以及毛細管 與液面相切。實驗H"一膠體制備和電泳1 .電泳中輔助液起何作用，選擇輔助液的依據(jù) 是什么？提示：輔液主要起膠體泳動的介質、電介質作用 和與膠體形成清晰的界面易于觀測等作用。選擇 的輔液不能與膠體發(fā)生化學反應，電導率與膠體 相同等2 .若電泳儀事先沒有洗干凈，內壁上殘留有微 量的電解質，對電泳測量的結果將會產生什么影 響？提示：可能改變電勢大小，甚至引起膠體的聚