《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》思考题及_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, (,)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, (,)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? (,) 测过的样品能否重测, (,) 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 (,) 不能，可能晶形发生了改变或分解 (,) 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 +2+2+-2-2-水中含有Na、Mg、Ca、Cl、SO、CO等离子。 43 2+2+用络黑T检验Mg，在pH=8,11的溶液中，络黑T本身显蓝色，若水样中含有Mg则与络黑T形成紫红色; 2+2+用钙指示剂检验Ca，游离的钙指示剂呈蓝色，在pH,12的碱性溶液中，它能与Ca结合显红色; ++用焰色反应检验Na，Na的火焰呈黄色; --用AgNO溶液检验Cl，出现白色混浊说明有Cl; 3 2-2-用BaCl溶液检验SO，出现白色混浊说明有SO; 244 2-2-用酸分解法检验CO，有气泡出现说明有CO。答:电导率是单位长度和单位截面积的33 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+2+(2)阳离子交换树脂的作用是与水样中的Na、Mg、Ca等阳离子进行交换;阴离子交 -2-2-换树脂的作用是与水样中的Cl、SO、CO等阴离子进行交换;阴阳离子混合柱的作用是43 2+2+为了进一步提高水质。它们的顺序不能颠倒，否则大量的Mg、Ca流过阴离子交换树脂会产生Mg(OH)、Ca(OH)沉淀，大大降低阴离子交换树脂的交换能力。 22 (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分别对Ka及α各有何影响, HAc 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对K无影响;但c对α有影响，根据稀释定律，若c减小，则αHAcHAcHAca 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(CO，瓶，塞子)的质量要在天平上称量，而(水，瓶，塞子)的质量2 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CaCO不纯，制取过程中会产生一些杂质气体，可用水3 洗除之，水还可除去多余的HCl气体，再依次用浓硫酸除CO中的水汽，用无水氯化钙进2 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CO气体来说，是同一个数量级，决不能忽略。 2 二、物质制备 ,(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: (,)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 (,)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。 (,)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。 (,)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); ,(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, (,)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, )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: (,)该反应属于S2。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N 的离去基团。 (,)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。 ,,,242224(,)不行。因为:2NaBr + 3 HSOBr+ SO+ 2HO + 2 NaHSO 994422442(,)可能含有杂质为:,CHOH， (,CH)O，HBr， HSO，NaHSO，HO nn 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(NaCO):中和残余的硫酸。第二次水洗:除去残留的碱、硫酸盐23 及水溶性杂质。 ,(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) ,(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; H(3)水溶液酸化析出苯甲酸时P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),)加水,—分液——水层,—乙醚萃取水层,次，有机层合并; ,)水层——浓盐酸酸化——抽滤——水重结晶——干燥得苯甲酸; ,)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。 ,. 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: 溶解度:克/100 mL溶剂 名称 分子量 性状 折光率 比重 熔点? 沸点? 水 醇 醚 无色 冰醋酸 ? ? ? 60.05 1.0492 16.6 118.1 液体 无色 正丁醇 ? ? ? 74.12 1.3993 0.8098 -80 117.7 液体 无色 乙酸正丁酯 ? ? 116.16 1.3941 0.8825 -77.9 126.5 0.7 液体 乙酸正丁酯-正丁醇-水 恒沸点 91? 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来提高反应转化率, (3)画出制备实验装置图 (,)列出分离提纯的流程及相关操作的关键之处 (,)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 (,)(,)分液——有机层 ,—水洗——饱和NaCO洗——水洗——有机层 23 ——无水硫酸镁干燥——空气浴蒸馏，收集一定温度范围的馏分。 (,)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NHHCO起什么作用, 43 (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NHHCO调节溶液的pH值至8~9，将其转化形成43 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Al(SO)?18 HO，并防止爆沸。 2432 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KSO的电流效率降低的主要原因。 228 2-2-(2)比较SO的电极电位，你能预言SO可以氧化HO为O吗,实际上这个反应282822 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KSO吗, 228 (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-(2)根据电极电势数据，从热力学角度出发，SO可以氧化HO为O，但实际上该反应2822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KSO，因为铜的电极电势低，会被氧化为228 2+Cu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+(3)答:用酸度计精密控制水解pH值。由于在FeCl水解过程中，Fe转化为FeO，溶323 3+液的颜色发生变化，随着时间增加，Fe的量逐渐减少，FeO粒径也逐渐增大，溶液颜色23 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, CHCOOH(s) + 7.5O(g) ==== 7CO(g) + 3HO(l) 65222 (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: ΘΘΘΘ(1)?ΔH[CHCOOH(s)] = 3ΔH[HO(l)] + 7ΔH[CO(g)] –ΔH[CHCOOH(s)] cm65fm2fm2fm65 ΘΘΘΘ?ΔH[CHCOOH(s)] = 3ΔH[HO(l)] + 7ΔH[CO(g)] –ΔH[CHCOOH(s)] fm65fm2fm2cm65(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)“CaCO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3 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CaCO分解所产生的CO气体，尽量地32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，CaCO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，CaCO33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——HO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22 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HO分解22反应速率方程为 r = kcc，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KIH2O2 率方程可写成r = kc，即速率常数k中包含了催化剂KI的浓度(k= kc)，而反应的半1H2O211KI衰期t= (ln2) / k。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。 1/2 1 (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HBrO发生反应。 2 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HO2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HSO为电24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HO电解产生了H和O，而H和O在电解质存在的条件下构成电势与22222 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HSO为电解质时，参与电荷传导的离子是H和SO，而以NaOH为电解质时，参与244 + -+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 – E| 求出待研究电极的电势E。 待测参比待测 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)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3 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 =2σ/r，其中是σ溶maxm液的表面张力，r是所用毛细管的半径。温度升高，σ下降，而r增加，则会使测定的Δpmmmax偏低;因为Δp = p–p，当p增加时，必然导致Δp减小，也会使测定的Δp偏内外外maxmaxmax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 3+子水加热至沸腾是为了加快Fe的水解，以便形成Fe(OH)溶胶，而过久加热会促使溶胶聚3 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, ? V1=0 V2>0 ?V1>0 V2=0 ?V1>V2 ?V10时，组成为:HCO 3 -? V1>0 V2=0时，组成为:OH -2-? V1>V2时，组成为:CO+ OH 3 -2- ? V113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: ? 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。 ? 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: cVM()，EDTACaO，1000V-1水 (mg?L) cVM()，EDTACaO，100V水 ( o ) 2+2+(4) 因为滴定Ca、Mg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)沉淀。以保2 2+2+证准确测定Ca的含量。在pH为12,13间钙指示剂与Ca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+3+(3)控制溶液的pH值，可消除Al，Fe的干扰。 5. 关于采用气—固色谱法测定空气中0,N组分的含量的实验，请回答下列问22 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?根据色谱峰的数目，可判断样品中所含组分的最少个数。?根据峰的保留 ?根据峰的面积或高度进行定量分析。?根据峰的保留值和区域宽度，判值进行定性分析。 断色谱柱的分离效能。?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。