大学物理化学实验思考题答案总结
【引用】大学物理化学实验思考题答案总结
2011-06-21 10:36:50| 分类： 化学实验 |字号 订阅
本文引用自天使折翼《大学物理化学实验思考题答案总结》 液体饱和蒸气压的测定
1．
测定液测量体饱和蒸气压的方法有哪些？我院物理化学实验室采用的是什么方法？
答：(1)静态法：在某一温度下直接饱和蒸汽压。
(2)动态法：在不同外界压力下测定沸点。
(3)饱和气流法：使干燥的惰性气体通过被测物质，并使其为被测物质所饱和，然后测定所通过的气体中被测物质蒸汽的含量，就可根据道尔顿分压定律算出此被测物质的饱和蒸汽压。
采用静态法测定乙醇的饱和压。
2．
等压计U型管中的液体起什么作用？冷凝器起什么作用？为什么可用液体本身作U型管封闭液？
答：(1)U型管作用：①封闭气体，防止空气进行AB弯管内； ②作等压计用，以显示U型管两端液面上的压力是否相等。
(2)将U型管内封闭液蒸气冷凝，防止其“蒸干”
(3)封闭液作用是封闭和作等压计用，可用液体本身作封闭液。若用其它液体作封闭液，则平衡时a球上方的气体为封闭液蒸气和乙醇蒸气的混合气体，测定结果偏高。
3．
开启旋塞放空气入体系内时，放得过多应如何办？实验过程中为为什么要防止空气倒灌？
答：(1)必须重新排除净AB弯管内的空气。
(2)AB弯管空间内的压力包括两部分：一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。测定时，必须将其中的空气排除后，才能保证B管液面上的压力为液体的蒸气压。
4．
如果升温过程中液体急剧气化，该如何处理？
答：缓慢放入空气，使系统压力慢慢升高，以保持等压计两液面平齐，以免使等压计内的乙醇急剧沸腾，使液封量减少。
二．二元液系相图
1．
在“二组分气液平衡相图的测定”实验中，作标准溶液的折光率－组成曲线的目的是什么？
答：从标准溶液的折光率－组成曲线上可以得出某沸点下的气相组成和液相组成。
2．
在“二组分气液平衡相图的测定”实验中，收集气相冷凝液的小槽的大小对实验结果有无影响？
答：若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大，则会贮存过多的气相冷凝液，其贮量超过了按相平衡原理所对应的气相量，其组成不再对应平衡的气相组成，因此必然对相图的绘制产生影响。
3．
每次加入蒸馏瓶中的三氯甲烷或乙醇是否应按记录表规定精确计量？
答：不一定。绘制沸点－组成图时，不必精确知道系统组成。需要精确知道的数据是不同系统组成时的沸点、气相组成和液相组成，而气液两相组成可通过折光率－组成标准曲线得到。
4．
如何判定气－液两相已达到平衡？
答：将液体缓慢加热，当液体沸腾回流一段时间，且体系温度计读数稳定时，可判定气－液两相已达到平衡。
三．电动势的测定
1．
为什么不能用伏特表测定原电池的电动势？
答：电池的电动势不能用伏特计测量，其原因是：
(1)用伏特计测量，有电流流过电池，电池的内阻电压降使所测电动势偏低；
(2)有较大电流通过电极时，电极极化作用使电极电势偏离平衡电极电势，测得的电动势小于电池的可逆电动势； (3)有电流通过电池时，电池会发生化学反应使溶液的浓度改变，导致电动势的改变，从而破坏了电池的可逆性。
2．
对消法（或补偿法）测电动势的原理是什么？画出该实验的测量线路图，并指出实验中常用到哪些仪器？
答：（1）利用对消法（即补偿法）可以使电池在无电流（或极微弱电流）通过的条件下测得两极间的电势差，这时电池反应是在接近可逆条件下进行的，这一电势差即为该电池的平衡电动势。
（2）电路图
（3）UJ—25型高电势电位差计、检流计、工作电池、标准电池、待测电池、正负电极和温度计
3．
电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？
答：电位差计：利用补偿法测定被测电极电动势；
标准电池：提供稳定的已知数值的电动势EN，以此电动势来计算未知电池电动势。
检流计：指示通过电路的电流是否为零；
工作电池：为整个电路提供电源，其值不应小于标准电池或待测电池的值。
4．
测电动势为何要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同的体系？
答：（1）对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。
（2）选择盐桥中电解质的要求是：①高浓度（通常是饱和溶液）；②电解质正、负离子的迁移速率接近相等；③不与电池中的溶液发生反应。具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应，如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO－离子，则不可使用KCl盐桥，应选用KNO3或NH4NO3盐桥。
5．
在测定电动势过程中，若检流计的指针总往一个方向偏转，可能是什么原因？
答：若调不到零点，可能的原因有：
（1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极接反了；
（2）电路中的某处有断路；
（3）标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势，超出了测量范围。
四．蔗糖水解
1．
本实验是否一定需要校正旋光计的读数？
答：不一定。数据处理时利用 对 作图得直线，在同一台旋光仪测定时， 的差值与旋
光计的零点校正无关。
2．
为什么配蔗糖溶液可用粗天平衡量？
答：本实验只需要记录αt～t数据，根据 作图求得反应速率常数k，数据处理时不需要知道蔗糖溶液的精确初始浓度，故配蔗糖溶液可用粗天平衡量蔗糖。
3．
如何测定α∞？
答：将剩余的混合液置于55℃左右的水浴中温热 30分钟，以加速水解反应，然后冷却至实验温度，测其旋光度，此值即可认为是α∞。
4．
本实验的关键步骤是什么？如何减少误差？
答(1) 温度对反应速度影响较大，所以整个过程应保持恒温。用水浴加热反应液测α∞时，温度不宜过高，以免产生副反应，溶液变黄，加热过程应同时避免溶液蒸发使糖的浓度改变，从而影响α∞的测定。
(2)由于反应初始阶段速率较快，旋光度变化大，一定要注意时间的准确性。
(3)根据反应温度，可适当增加HCl的浓度，以缩短反应时间。
五．乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
1．
配制乙酸乙酯溶液时，为什么在容量瓶中事先加入适量的蒸馏水？
答：避免乙酸乙酯挥发。在容量瓶中事先加入适量的蒸馏水，可以使加入的乙酸乙酯很快溶于水中形成溶液，减少了乙酸乙酯的损失。
2．
为什么要使两种反应物的浓度相等？如何配制指定浓度的乙酸乙酸溶液？
答：(1)为了处理问题方便，在设计这个实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH 取相同的初浓度a作为起始浓度。在此条件下存在下式： ，以 对 作图可得一直线，其斜率等于，由此可求得反应速率常数 。 (2) 找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制100mL 与NaOH同浓度的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用1mL 移液管吸取VmL 乙酸乙酯注入100mL 容量瓶中，稀释至刻度即可。
3．
为什么要使两溶液尽快混合完毕？开始一段时间的测定时隔期为什么要短？
答：(1)实验过程中，要记录不同反应时间时体系的电导率，因此两溶液要尽快混合，且在混合时开始按下秒表计时。
(2)反应在开始一段时间内，体系的电导率下降较快，因此这段时间测定的时间间隔期要短。
4．
为何本实验要在恒温条件下进行，而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先恒温？
答：温度对反应速率常数k影响很大，故反应过程应在恒温条件下进行。
5．
本实验注意事项：
答：(1)本实验需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质落入。 (2)配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。
(3)乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。 (4)乙酸乙酯溶液需临时配制，配制时动作要迅速，以减少挥发损失。
六．表面张力的测定
1在表面张力测定的试实验
中，为什么毛细管尖端应平整光滑，安装时要垂直并刚好接触液面？
答：(1)气泡形成半球形时曲率半径R和毛细管半径r相等达最小值，附加压力达最大值，由公式 可求出被测液体的表面张力。故为得到半球形气泡，毛细管尖端应平整光滑。(2)如果毛细管尖端插入液下，会造成压力不只是液体表面的张力，还有插入部分液体的压力。
2．
本实验的关键在什么地方，如何减少误差？
答：(1)仪器系统不能漏气。 (2)所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直，其管口刚好与液面相切。 (3)读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出时的最大压力差。
