东北师范大学物理化学实验思考题(1)

东北师范大学物理化学实验思考题（1）
东北师范大学化学学院2017级黄栋
1.补充实验设计—挥发性液体样品燃烧焓的测定
取一只预先称好重量的玻璃小球（直径约6mm），用注射器将样品装进小球，再在煤气灯上把小球的玻璃管口封死。

玻璃小球在装样前后重量之差就是液体样品的重量。

再取一片预先压好的带有点火丝的标准样品（如苯甲酸〉，称重后系在氧弹的点火电极上，将装好样品的玻璃小球放在此样品片下面（如图所示），充氧气后，点火，标准样品先燃烧，放出的热使玻璃小球裂开，此时液体样品被点燃，并在氧气中完全燃烧。

其余操作方法与固体样品燃烧热的测定基本类似。

氧弹中样品燃烧放出的热量为固体标准样品、液体样品以及点火丝燃烧放热之总和。

由于固体标准样品及点火丝的燃烧热是已知的，所以很容易计算出液体样品的燃烧热。

中和焓——试分析影响本实验结果的因素有哪些？
系统保温效果要好，保温装置要充分干燥，电流电压值不要太高或者太低，即引入系统热量不要太高太低，同时升温速度不易太快，酸碱要充分快速混合
2.本实验用的是电热法标定反应体系C，能否改用其他方法？请设计出一个实验方案来。

测定量热计热容C的方法一般有两种：化学标定法和电热标定法。

前者是将已知热效应的标准样品放在量热计中反应。

方案：将已知热效应的标准溶液HCl和过量的NaOH溶液放在量热计中反应，使之放出一定热量，根据在体系中实际测得的温度升高值（ΔT），由下式计算出量热计热容C。

n(HCl)·△
r H
m
θ＋(Vρc＋C)ΔT=0 （2）
【式中n(HCl)为参加反应溶液的物质的量；V为反应体系中溶液的总体积，单位为L；ρ为溶液的密度；c 为溶液的比热容，即每千克溶液温度升高1K所吸收的热量，单位为kJ·L－1·kg－1。

一般当溶液的密度不是太大或太小的情况下，溶液的密度与比热容的乘积可视为常数。

因此实验中如果控制反应物体积相同，则 (Vρc＋C)亦为一常数，它就是反应体系（包括反应液和量热器）的总热容，以C’表示。

代入（2）式可得。

由C’可方便地在相同条件下，测得任一中和反应的中和热。

】
为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正？
答：由于存在热漏现象以及搅拌机功率过大引进的热量，所以要用雷诺图解校正法对实验数据进行处理。

这样才能真实地代表被测样品燃烧热引起温度升高的数值△T。

（P49）
3.如何测量无限稀释时的中和焓？
在一定的温度下，测得不同浓度的中和热，再做浓度与中和热的曲线，通过取极限的方式，求得无限稀释时的中和热。

4.在实验过程中为什么要防止空气倒灌？如果在等压计Ⅰ球与Ⅲ球间有空气，对测定沸点有何影响？其结果如何？怎么判断空气已被赶净？
（1）实验中应严防空气倒灌，是因为：①空气会进入Ⅰ球与Ⅲ管之间的空间，影响测量；②会使Ⅱ、Ⅲ组成U型管内液体进入Ⅰ球内。

（2）在Ⅰ球与Ⅲ管间有空气会使所测蒸汽压升高，导致所测沸点降低。

（3）开动真空泵，当测压仪的示数为-50至60kPa时，关闭三通阀，观察测压仪读数，若读数不变，则系统不漏气。

若真空度下降，则系统漏气。

5.能否在加热情况下检查是否漏气?
不能。

因为温度升高，使气体的压力增大（因体系的体积不变），会弥补因漏气使压力的减小，造成误认为不漏气或漏气程度很小的情况。

6.本实验主要误差来源是什么？
装置的密闭性是否良好，抽真空是否彻底，乙醇本身是否含有杂质，恒温时间是否足够以及人肉眼判断两液面相平会出现误差等。

7.操作步骤中，在加入不同数量的各组分时，如发生了微小的偏差，对相图的绘制有无影响？为什么？
答：加入各组分时，如发生了微小的偏差，对相图的绘制无影响，因为最终液体的组成是通过对折光率的测定，在工作曲线上得出，所以无影响。

8.折射率的测定为什么要在恒定温度下进行？
答：因为折射率与温度有关，温度升高，折射率降低，所以在测量时要在两棱镜的周围夹套内通入恒温水，保持恒温。

9.影响实验精度的因素之一是回流的好坏。

如何使回流进行好？它的标志是什么？
答：保证装置的设计合理，使冷凝管与蒸馏瓶的间距尽可能短些，其次在回流时调整合适的加热状态，使蒸气冷凝的最高部位保持在冷凝管的中间位置上。

最后一点是装置的密封性要好。

要使回流进行好，必须使气液多次充分接触，延长回流时间。

回流效果好的重要标志是在回流状态下温度保持不变（温度计示数保持恒定），气相冷凝液的组成恒定。

10.对应某一组成测定沸点及气相冷凝液和液相折射率，如因某中原因缺少其中某一个数据，应如何处理？它对相图的绘制是否有影响？
答：沸点的数据不能少，其它可以少。

对于缺少的数据，可以忽略，用其他点代替作图即可。

11.阿贝折射仪（书本P81）
12.由所得相图，讨论某一组成的溶液在简单蒸馏中的分离情况？
若组成在0～x之间，蒸馏会得到A（异丙醇）和C；若组成在x～1之间，蒸馏将会得到C和B（环己烷）。

若组成为x，则蒸馏只会得到恒沸混合物C。

13.试从相律阐明各步冷曲线的形状,并标出相图中各区域的相态。

见实验报告
14.为什么制备焊锡时,组成选择在含锡61.9%左右？
（1）含锡61.9%左右对应为最低共熔点，温度最低，有利于加工
（2）使Pb和Sn同时析出，形成稳定合金
15.各样品的步冷曲线的平台长短为什么不同？
样品组成不同，熔化热不同。

熔化热越多，放热越多，随时间增长温度降低的越迟缓。

故融化热越大，样品的步冷曲线水平段越长。

16.为什么要缓慢冷却样品作步冷曲线？
使温度变化均匀，接近相平衡态。

因为被测体系必须时时处于或接近于相平衡状态才能得到较好的结果。

17. 为什么电池电动势不能用伏特计直接测量？
电池电动势不能用伏特计直接测量。

因为当伏特计与电池接通后，由于存在电流I，电池放电，不断发生化学变化，电池中溶液的浓度不断改变，使电动势值发生变化；另一方面，由于电池本身存在内电阻，所以伏特计所量出的只是两极的电势降，而不是电池的电动势。

只有在没有电流通过时的电势降才是电池真正的电动势。

18.对消法测量电池电动势原理（P137 电路图以及电位差计的工作原理）
对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。

19.关于盐桥
作用：使原来产生显著液接电势的两种液体彼此不直接接界，显著降低液接电势
选择原则：
1.各离子不参与电极反应，是电化学反应惰性的离子；
2.离子迁移率高，且正负离子迁移率接近一致
3.要饱和溶液，这样导电效率才能达到最高。

20.为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点？
答：主要是因为蒸馏水没有旋光性，且作为蔗糖的溶剂，其旋光度为零，其次是因为它无色透明，方便可得，化学性质较为稳定。

21.在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正？它对旋光度的精确测量有什么影响？在本实验中若不进行校正对结果是否有影响？
答：旋光仪由于长时间使用，精度和灵敏度变差，故需要对零点进行校正。

若不校正会使测量值的精确度变差，甚至产生较大的误差。

本实验数据处理时，用旋光度的差值进行作图和计算，仪器精度误差可以抵消不计，故若不进行零点较正，对结果影响不大。

22. 为什么配置蔗糖溶液可用上皿天平称量？
答：蔗糖水解为一级反应，反应物起始浓度不影响反应速度常数，而且实验是通过测定反应液旋光度来代替浓度作图求速率常数值，以旋光度为标准，与浓度无关。

23.影响诱导期和振荡周期的主要因素
内因：诱导活化能和振荡活化能
外因：温度（升高温度，缩短诱导期和振荡期）
pH(增加酸度一般可以缩短振荡时间)
反应物浓度
24.Ce3+离子的作用
（1）反应催化剂
（2）指示作用。

因其浓度随时间发生周期性变化，可通过颜色变化来监测其化学振荡反应
25.为什么必须用1mol/L H
2SO
4
溶液作盐桥
为了防止参比电极中离子对实验的干扰，以及溶液对参比电极的干扰
26.不能用同一系统连续测定不同温度下的反应
（1）无法确定诱导时间
（2）振荡存在寿命，当某一反应物浓度低于振荡反应的临界浓度时，振荡反应会终止
（3）温度的连续改变会破坏良好的周期性，测量误差会加大。