基础化学实验无机化学实验部分.doc

蒅螅膁膅薇蚈肇膄虿袃羃膃荿蚆衿膂蒁袂膇节薄蚅肃芁蚆袀罿芀莆蚃袅艿薈袈袁芈蚀螁膀芇莀羇肆芆蒂蝿羂芆薅羅袈莅蚇螈膆莄莇薁肂莃葿螆肈莂蚁蕿羄莁莁袄袀莁蒃蚇腿莀薅袃肅荿蚈蚅羁蒈莇袁袇蒇蒀蚄膆蒆薂衿膂蒅螄蚂肈蒅蒄羈羄肁薆螀袀肀虿羆膈聿莈蝿肄膈蒁羄羀膈薃螇袆膇蚅薀芅膆蒅螅膁膅薇蚈肇膄虿袃羃膃荿蚆衿膂蒁袂膇节薄蚅肃芁蚆袀罿芀莆蚃袅艿薈袈袁芈蚀螁膀芇莀羇肆芆蒂蝿羂芆薅羅袈莅蚇螈膆莄莇薁肂莃葿螆肈莂蚁蕿羄莁莁袄袀莁蒃蚇腿莀薅袃肅荿蚈蚅羁蒈莇袁袇蒇蒀蚄膆蒆薂衿膂蒅螄蚂肈蒅蒄羈羄肁薆螀袀肀虿羆膈聿莈蝿肄膈蒁羄羀膈薃螇袆膇蚅薀芅膆蒅螅膁膅薇蚈肇膄虿袃羃膃荿蚆衿膂蒁袂膇节薄蚅肃芁蚆袀罿芀莆蚃袅艿薈袈袁芈蚀螁膀芇莀羇肆芆蒂蝿羂芆薅羅袈莅蚇螈膆莄莇薁肂莃葿螆肈莂蚁蕿羄莁莁袄袀莁蒃蚇腿莀薅袃肅荿蚈蚅羁蒈莇袁袇蒇蒀蚄膆蒆薂衿膂蒅螄蚂肈蒅蒄羈羄肁薆螀袀肀虿羆膈聿莈蝿肄膈蒁羄羀膈薃螇袆膇蚅薀芅膆蒅螅膁膅薇蚈肇膄虿袃羃膃荿蚆衿膂蒁袂膇节薄蚅肃芁蚆袀罿芀莆蚃袅艿薈袈袁 基础化学实验理论辅导无机化学部分实验六 粗食盐的提纯实验原理：粗食盐中含有不溶性杂质（如泥砂等）和可溶性杂质（主要是Ca2+、Mg2+、K+、SO42-）。不溶性杂质可用溶解过滤方法除去。可溶性杂质可用下列方法除去：在粗食盐溶液中加入稍过量的BaCl2溶液时，可将SO42-转化为难溶解的BaSO4沉淀而除去。 Ba2+ SO42- = BaSO4溶液过滤，除去BaSO4沉淀。再加NaOH和Na2CO3溶液，由于发生了下列反应：Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 Ca2+ + CO32- = CaCO3Ba2+ + CO32- = BaCO3粗食盐中的杂质Mg2+，Ca2+及沉淀SO42-时加入的过量Ba2+便相应地转化为难溶的Mg(OH)2，CaCO3，BaCO3沉淀而过滤除去。过量的NaOH和Na2CO3可用纯盐酸中和除去。少量可溶性杂质（如KCl）由于含量很少，在蒸发浓缩和结晶过程中仍留在母液中。思考题：为什么选用BaCl2 、Na2CO3和NaOH作沉淀剂而不用其他的钡盐，碳酸盐或强碱溶液？答：是为了在除杂的过程中不引入杂质离子。（同样地，使用盐酸而不用其他的酸来调节溶液的pH值也是这个道理。）为什么先除去SO42-，后除去Ca2+ 和Mg2+，其除去的顺序能否颠倒？答：不能，因为除去SO42-用的沉淀剂是BaCl2，过量的Ba2+可随Ca2+一起除去，如果先除去Ca2+ 和Mg2+，则在随后除去SO42-之后，还要再除去过量的Ba2+。加热浓缩结晶时，为什么不能将溶液蒸干？答：可溶性杂质如KCl由于含量很少，其溶解度又较大，在蒸发浓缩和结晶过程中仍留在母液中，从而与NaCl分离。如果溶液蒸干了，则KCl也会随NaCl一道析出。实验十五 二氧化碳的制备及相对分子量的测定实验原理：使用气体相对密度法来测定分子量。根据理想气体状态方程： 在P、V和T皆相同时，即 (D-气体的相对密度)在本实验中是把同体积的二氧化碳气体和空气（平均分子量为29.0）相比，来计算出二氧化碳气体的分子量。实验中第一次称量的锥形瓶质量m1为锥形瓶质量+塞子质量+空气的质量。第二次称量的锥形瓶质量m2为锥形瓶质量+塞子质量+二氧化碳气体的质量。第三次称量的锥形瓶质量m3为锥形瓶质量+水的质量。锥形瓶体积，而则思考题：为什么m1、m2要在分析天平上称量，而m3可在台秤上称量？答：实验中二氧化碳的质量是通过m2和m1的差值计算出来的，由于这个差值比较小，所以要在分析天平上称量，以使试验结果的误差尽量小；而m3是锥形瓶质量和其中水的质量之和，用来计算锥形瓶的体积，即使用台秤称量，得到的结果误差也比较小。实验二十七 氢氧化镍溶度积的测定实验原理：、氢氧化镍有如下沉淀溶解平衡Ni(OH)2 Ni2+2OHNi(OH)2的溶度积常数可表示为Ksp = aNi2+ a2OH- = aNi2+(Kw/ aH+)2 （1）式中aNi2+、aOH-、aH+和Kw分别表示溶液中Ni2、OH-、H+的活度和水的离子积常数。（）式两边同取对数，并整理得pH = 0.5lgKsp-0.5lgaNi2+ -lgKw （）如果测定出开始生成Ni(OH)2时Ni2的活度aNi2+和溶液的pH值，就可用式（）求出Ni(OH)2 的Ksp值。当溶液的浓度不太大时，可用浓度代替活度，（）式就为pH = 0.5lgKsp 0.5lgC Ni2+ - lgKw （）本实验采用pH滴定法，测定氢氧化镍的溶度积常数。用标准氢氧化钠溶液滴定已知浓度的硫酸镍溶液，在开始形成氢氧化镍以前，滴入的碱主要用于消耗溶液中的H+，使溶液的pH值迅速上升。开始形成氢氧化镍后，滴入的碱主要用于消耗溶液中的Ni2，溶液pH值几乎保持不变。当溶液中Ni2沉淀完全后，继续滴入的碱则基本不被消耗，使溶液的pH值又迅速上升，典型的pH滴定曲线如上图所示。图中，水平线段所对应的pH值，即为形成氢氧化镍的pH值，根据曲线上第一次出现转折点的pH值和金属离子的浓度，即可求出氢氧化镍的溶度积常数Kw。思考题：以NiSO4的浓度代替活度计算Ksp对结果有何影响？答：本实验中使用的NiSO4的浓度不大，用浓度代替活度，误差较小，对结果没有明显的影响。如何计算开始形成Ni(OH)2沉淀时溶液中Ni2+离子的浓度？答：以Ni(OH)2刚开始析出到沉淀完全（即pH滴定曲线中BC段）所消耗的NaOH溶液的体积来计算Ni2+离子的浓度。实验三十 醋酸解离度的测定原理：醋酸在溶液中存在如下电离平衡：HAc H+ + Ac-醋酸解离度和解离常数的计算如下：HAc的起始浓度c可通过先用标准NaOH溶液标定，再稀释而获得一系列的值。在一定温度下用酸度计测出不同浓度HAc溶液的pH值，进而求出H+，再由上面的公式求出不同浓度的HAc的a和Ka，取所得的一系列Ka值的平均值，即为该温度下醋酸的解离常数。思考题：影响醋酸的解离度和解离常数的因素有哪些？答：影响醋酸解离度的因素有温度和浓度；影响醋酸解离常数因素的有温度。为什么在测pH值时用于装醋酸的小烧杯一定要干燥？如无干燥的烧杯，则先用待装溶液洗23次亦可，为什么？答：烧杯里面如果有水的话，会将加入的待测醋酸溶液稀释，造成测定结果产生误差。如果用待装溶液洗23次后，烧杯壁上残留的液体浓度和待装溶液很接近，不会再造成待装溶液被稀释。分析化学部分实验一 玻璃仪器的认领、洗涤和干燥1. 烤干试管时为什么管口要略向下倾斜?答：烘干试管时，如果试管口向上，水蒸汽凝结成水珠后，会流到试管的底部，造成试管破裂。如果管口向下，就不会造成试管破裂了。2. 按能否用于加热、容量仪器与非容量仪器等将所领取的仪器进行分类。P16-23, P38-423. 比较玻璃仪器不同洗涤方法的适用范围和优缺点。P59-604. 某同学在做用HCl溶液滴定NaOH溶液实验时，发现锥形瓶内侧有少量油污，试设计洗涤该锥形瓶的方法。P59-605. 试叙述酸式滴定管的洗涤方法。P39答： 对于像酸碱滴定管这样的细口仪器：一般先用自来水冲洗，若有冲洗不掉的可采取用酸性重铬酸钾洗液洗涤和“对症”洗涤法洗涤。具体步骤：先倒入5-10mL洗液，倒好后将滴定管逐渐向管口倾斜，用两手转动滴定管，使洗液布满全管，然后打开活塞，将洗液放回原试剂瓶中。污渍除去后，再用自来水冲洗。后用蒸馏水或去离子水冲洗2-3遍。装液前还需用少量待装液润洗2-3次。6. 试叙述容量瓶的洗涤方法。P41答：洗涤容量瓶一般是用水冲洗，若瓶壁附有脏物，可加入洗液洗涤，再用水冲洗干净，不可用试管刷刷洗，以免损伤容量瓶内壁。7. 试叙述移液管的洗涤方法。P42答：移液管在使用前的洗涤方法除分别用洗涤液、自来水及去离子水洗涤外，也还需要用少量待量取的液体洗涤。 可先慢慢地吸入少量洗涤的水或液体至移液管中，用食指按住管口，然后将移液管平持，松开食指，转动移液管，使洗涤的水或液体与管口以下的内壁充分接触。再将移液管持直，让洗涤水或液体流出，如此反复洗涤数次。实验三 分析天平称量固定称量法1. 如何调节分析天平的零点?P282. 简述用固定称量法称取0.5000gNaCl固体的实验步骤。P66-67, P25-30答： 1）在托盘天平（台秤）上粗称出小烧杯的质量（记下读数）； 2）准确称量烧杯质量：将烧杯放至天平左边称盘中央，关闭左边门，在天平右边称盘中央放上相应重量的砝码，关闭右边门。准确称取烧杯的质量（记下读数）； 3) 在指数盘上增加0.49g环码，左盘小烧杯中加入0.5g左右的NaCl试剂。在低于0.5g，但快接近读数时，可打开天平门，用左手大拇指、食指和掌心握紧药匙，用食指轻轻弹勺柄，慢慢加NaCl入烧杯中，直到刻度，适当调节指数盘。如果加多了，关闭升降枢，用药匙取出多余的试样，再重复上述操作或者重新称取；记下所称取质量； 4) 关闭天平，检查砝码，复原到零点。注意事项： 称量未知物的质量时，一般要在台秤上粗称。这样不仅可以加快称量速度，同时可保护分析天平的刀口。 加减砝码的顺序是：由大到小，依次调定。在取、放称量物或加减砝码时(包括环码)，必须关闭天平。启动开关旋钮时，一定要缓慢均匀，避免天平剧烈摆动。这样可以保护天平刀口不致受损。 称量物和砝码必须放在称盘中央，避免称盘左右摆动。不能称量过冷或过热的物体，以免引起空气对流，使称量的结果不准确。称取具腐蚀性、易挥发物体时，必须放在密闭容器内称量。 同一实验中，所有的称量要使用同一架天平，以减少称量的系统误差。天平称量不能超过最大载重，以免损坏天平。 称量结果保留到小数点后4位。 称好后要还原。实验四 分析天平称量 差减称量法1. 称量的方法有几种?什么情况下应用差减称量法?P292. 取用砝码为什么应按一定的顺序?怎样才能快速地称出物体的准确质量?P283. 简述用差减称量法称取一份0.40.6g邻苯二甲酸氢钾固体的实验步骤答：1）先在托盘上粗称出称量瓶的质量。称好后再在右盘中加入0.5g 砝码。在左盘中加入0.5g试样，使天平平衡。2) 粗称后试样拿到分析天平上称量。放在左盘中，右盘加砝码，记下称量瓶试样的准确质量m1 g。再将天平右边减去0.4g 砝码，从左盘中倒出大部分试样于250mL锥形瓶中。再放回左盘中，判断一下天平哪边重。若左边重说明倾出的试样少了，需再倒出一部分。若右边重，左边轻，说明不能再倒了，这时需调整右盘砝码，准确称出此时称量瓶剩余试样的质量（m2）g。若(m1m2)g在0.40.6g即满足实验要求。如超出0.6g则此次称量失败，需重新称量。 3）所有试样称好后，拿出称量瓶放回原处。砝码放回砝码盒，环码回到零，调节天平到零点，门关好。 4设计用差减称量法称取56gCuSO45H2O样品的实验步骤。关键语：粗称；(m1m2)g在56g之间（突出差减的含义）；还原实验五 酸碱标准溶液的配制与标定1. NaOH和HCl能否直接配制成标准溶液?为什么?P682. 标定NaOH溶液，邻苯二甲酸氢钾的质量是怎样计算得来的?P683. 设计用0.1molL-1HCl标准溶液滴定0.1molL-1NaOH溶液的实验方法。答：1）洗净酸式滴定管，经检漏、润洗、装液、静置等操作，备用。2）取250mL锥形瓶，洗净后放在碱式滴定管下，由滴定管放出约20mL（或用移液管移取25.00mL ）NaOH溶液于锥形瓶中。3）加入12滴0.2%甲基橙指示剂，用HCl溶液滴定。边滴边摇动锥形瓶，使溶液充分反应。待滴定近终点时，用去离子水冲洗在瓶壁上的酸或碱液，再继续逐滴或半滴滴定至溶液恰好由黄色转变为橙色，即为终点。4）读取并记录NaOH溶液和HCl溶液的精确体积，计算VNaOH/VHCl。关键语：润洗；装液；指示剂（选择及变色）；滴定终点的判断；计算4. 设计用NaOH标准溶液滴定HCl溶液的实验方法。答： 1）洗净碱式滴定管，经检漏、润洗、装液、静置等操作，备用。2）取250mL锥形瓶，洗净后放在酸式滴定管下，由滴定管放出约20mL（或用移液管移取25.00mL）HCl溶液于锥形瓶中。3）加入12滴0.2%酚酞指示剂，用NaOH溶液滴定。边滴边摇动锥形瓶，使溶液充分反应。待滴定近终点时，用去离子水冲洗在瓶壁上的酸或碱液，再继续逐滴或半滴滴定至溶液呈微红色，半分钟不褪色，即为终点。4）读取并记录HCl溶液和NaOH溶液的精确体积，计算VNaOH/VHCl。5. 设计用邻苯二甲酸氢钾(M204.2)基准物质标定0.1molL-1 NaOH溶液的实验方法。答：1）计算标定0.1molL-1NaOH溶液25mL，需称取邻苯二甲酸氢钾的质量为0.40.6g。 2）准确称取0.40.6g邻苯二甲酸氢钾三份。3）分别加2030mL水溶解，加入12滴酚酞指示剂，用0.1molL-1 NaOH溶液滴定至呈微红色，半分钟不褪色，即为终点。计算NaOH标准溶液的浓度。实验十九 尿素中含氮量的测定1. 铵盐中含氮量的测定的基本原理。答： 常用的铵盐NH4Cl、(NH4)2SO4和NH4NO3等是强酸弱碱盐。由于NH4+的酸性太弱(Ka=5.610-10)，因此不能直接用NaOH标准溶液滴定，但用甲醛法可以间接测定其含量。（或补充 甲醛与NH4+作用，生成质子化的六次甲基四胺Ka =7.110-6 和H+，其反应如下：4NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O ）所生成的H+和(CH2)6N4H+可用NaOH标准溶液滴定，采用酚酞作指示剂。2. 设计用酸碱滴定法测定(NH4)2SO4中含氮量的实验方案。答：准确称取0.60.8g (NH4)2SO4试样于小烧杯中，用少量蒸馏水溶解，然后完全转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用移液管移取25.00mL上述试液于250mL锥形瓶中，加入10mL已中和的1:1甲醛溶液和12滴酚酞指示剂，摇匀，静置2min后，用0.1molL-1NaOH标准溶液滴定至溶液呈淡红色，持续半分钟不褪色即为终点，记下读数，计算试样中氮的百分含量，以N%表示。平行测定三次，要求相对平均偏差不大于5%。实验二十 混合碱的分析1. 何谓“双指示剂法”，混合碱的测定原理是什么?2. 采用双指示剂法测定混合碱时，在同一份溶液中测定，试判断下列五种情况中混合碱的成分各是什么?1) V10，V20； 2) V10，V2=0； 3) V1V2； 4) V1V2；5) V1=V23. 用HCl滴定混合碱液时，将试液在空气中放置一段时间后滴定，将会给测定结果带来什么影响?若到达第一化学计算点前，滴定速度过快或摇动不均匀，对测定结果有何影响?答：用HCl滴定混合碱液时，将试液在空气中放置一段时间后滴定，溶液可能吸收空气中的CO2，而与NaHCO3反应又回到CO32-使测定的Na2CO3含量偏高。4. 在以HCl溶液滴定混合碱时，怎样使用甲基橙及酚酞两种指示剂来判别试样是由NaOH-Na2CO3或Na2CO3-NaHCO3组成的？答：先以酚酞作指示剂，用HCl标准溶液滴定至溶液由红色变成无色，这是第一个滴定终点，此时消耗的HCl溶液的体积记为V1(mL)，溶液中的滴定反应为：Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl或 NaOH + HCl = H2O + NaCl 再加入甲基橙指示剂，滴定至溶液由黄色变成橙色，此时反应为：NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2 消耗的HCl的体积为V2(mL)。根据V1、V2值求算出试样中Na2CO3, NaHCO3的含量。若V1V2 则为 NaOH+Na2CO3；若V1V2 则为 Na2CO3+NaHCO3 。 实验二十一 工业用水总硬度测定1. 铬黑T指示剂是怎样指示滴定终点的?答：滴定钙镁以金属离子指示剂铬黑T(EBT) 为指示剂滴定过程反应如下：滴定前： Mg2+( Ca2+)+EBT = Mg-EBT (蓝色) (紫红色)滴定时： EDTA + Ca2+= Ca-EDTA (无色)EDTA + Mg2+= Mg-EDTA (无色)终点时:EDTA + Mg-EBT = Mg-EDTA + EBT (紫红色) (蓝色)到达计量点时，呈现指示剂的纯蓝色。EDTA在不同pH值环境中呈现不同颜色溶液的pH为6.3-11.6指示剂本身呈蓝色，我们实验控制溶液pH为10.0，故终点从紫红色到蓝色，变色明显。2. 某工业水样中含有少量 Fe3+、Al3+，请设计用EDTA配位滴定法测定其中Ca2+、Mg2+总量的实验方案。答： 1) 0.005molL-1EDTA标准溶液的配制采用直接配制法。准确称取0.4-0.6g EDTA，加热溶解，定容至250mL。计算EDTA的准确浓度。 2) 工业用水总硬度的测定取水样100mL于锥形瓶中+5mL1:1三乙醇胺+5mLpH=10.0的NH3-NH4Cl缓冲溶液+2-3滴铬黑T(EBT)指示剂，用0.005molL-1EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色纯蓝色。平行测定三次，计算水的总硬度，以mgL-1CaCO3表示分析结果。 实验二十二 铜盐中铜含量的测定1. Na2S2O3标准溶液为何不能用直接配制法配制?p1242. 简述Na2S2O3标准溶液配制方法答： 1) 用台秤称取Na2S2O3溶于刚煮沸并冷却后的蒸馏水中，加少量Na2CO3，保存于棕色瓶中，塞好瓶塞，于暗处放置一周后标定。 2） 0.02molL-1K2Cr2O7标准溶液配制准确称取已烘干的K2Cr2O7于小烧杯中，加去离子水溶解，定量转移至容量瓶中，定容，计算其准确浓度。 3) Na2S2O3溶液的标定移取25.00mLK2Cr2O7标准溶液于250mL碘量瓶中，采用淀粉指示剂，用滴定碘法标定。平行测定三次。3. 为什么碘量法测铜必须在弱酸性溶液中进行?答：因为需在pH=34的弱酸性溶液中，Cu2+与过量I-作用生成难溶性的CuI沉淀和I2。 其反应式为2Cu2+4I- =2CuI+I2 ，生成的I2可用Na2S2O3标准溶液滴定。4. 碘量法测铜含量实验中，用Na2S2O3标准溶液测定铜含量时，淀粉指示剂应在什么情况下加入?为什么?答：淀粉指示剂必须在大部分碘被滴定后溶液呈浅黄色，接近终点时加入。因为若先加入易引起淀粉凝聚，而且吸附在淀粉上的I不易释出，影响测定结果。5. 碘量法测铜含量实验中，用Na2S2O3标准溶液测定铜含量时，NH4SCN应在什么情况下加入?为什么?答：NH4SCN溶液需在加入0.5%淀粉溶液后继续滴定至呈浅蓝色时（或大部分碘被滴定后）加入。目的是使CuI(KSP=1.110-12)沉淀转化为溶解度更小的CuSCN(KSP=4.810-15)沉淀，释放出被CuI沉淀表面吸附的碘，提高测定结果的准确度。6. 有已知浓度的Na2S2O3标准溶液，设计用氧化还原滴定法测定铜盐中铜含量的方法。答：移取铜盐试液25.00mL置于250mL锥形瓶中，加1molL-1H2SO4 4mL，去离子水50mL，20%KI溶液5mL，立即用Na2S2O3标准溶液滴定呈浅黄色。然后加入0.5%淀粉溶液3mL，继续滴定至呈浅蓝色，再加入10%NH4SCN溶液10mL，摇匀后溶液的蓝色转浑。继续滴定到蓝色刚好消失，此时溶液呈CuSCN的米色悬浮液即为滴定终点。根据所消耗Na2S2O3标准溶液的体积，计算出铜的百分含量。平行测定三次。实验二十四 邻二氮菲分光光度法测定铁1. 加入盐酸羟胺的目的是什么?答：消除溶液体系中Fe3+干扰2. 如何正确使用比色皿?答：1）比色皿盛取溶液时只需装至比色皿的2/3-3/4即可，不要过满，避免在测定的拉动过程中溅出，使仪器受湿、被腐蚀。2）手拿比色皿的毛面。3）放入比色皿架时将光面对准光路。3. 何谓“吸收曲线”、“工作曲线”? 绘制及目的各有什么不同?答：A-曲线是吸收曲线， A-c曲线是工作曲线。绘制时，吸收曲线的横坐标是波长，工作曲线的横坐标是浓度c。纵坐标都是吸光度A。4. 简述用邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理。答：1）显色反应：在pH=29的溶液中，Fe2+与邻二氮菲(phen)生成稳定的桔红色配合物Fe(phen)32+。2）朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律 A=bc5. 简述吸收曲线的绘制方法答：选用一定厚度的比色皿，以试剂空白为参比溶液，取一定量试液，选择一定波长范围，每隔10nm测一次吸光度，其中在吸光度较大值附近，每隔5nm测定一次吸光度。以所得吸光度A为纵坐标，以相应波长为横坐标，在坐标纸上绘制A与的吸收曲线。一般选用最大吸收波长max为测定波长。6. 简述标准曲线的绘制方法答：选取一定厚度的比色皿，以试剂空白为参比溶液，在选定波长下，测定各溶液的吸光度。在坐标纸上，以浓度c为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。实验二十五 磺基水杨酸合铁()配合物的组成及稳定常数的测定1. 用等摩尔系列法测定其磺基水杨酸合铁配离子组成的实验步骤。答： 1） 配制系列溶液：在cM + cR=定值的前提下，改变cM和cR的相对量，配制成一系列溶液。2）在波长为500nm处测定相应的吸光度。3）以吸光度A为纵坐标，以cR在总浓度中所占分数为横坐标作图，得等摩尔系列法曲线。由吸光度最大处求算金属与配体的配位比。实验三十四 薄层层析法-染料组分的分离和鉴别1. 薄层层析法应如何点样？答：1）在离薄层板一端1cm处，用铅笔轻轻画一直线。 2）取管口平整内径小于1mm的毛细管插入样品溶液中吸取液面高度为5mm，于铅笔画线处轻轻点样，斑点直径不超过2mm，每块板可点样两处，样点与样点之间相距11.5cm为宜。3）先点已知纯样品，再点混合样品。 4）待样点干燥后，方可进行展开。 2. 薄层层析法以环己烷-乙酸乙酯为展开剂分离偶氮苯时，测得斑点中心离原点距离为9.5cm，溶剂前沿离原点距离为24.5cm。则其比移值为0.39。有机化学部分1. Tollen试剂为什么要现用现配？配制时应注意些什么？答：Tollen试剂贮存久会析出爆炸性黑色沉淀AgN3,所以应当使用时再配制。配制时应该注意：向硝酸银溶液中加入氢氧化钠溶液，然后滴加氨水,边滴边摇，直到生成的沉淀完全溶解;不可加入过多的氨水，否则会生成雷酸银，雷酸银易爆炸，存在安全隐患。2.试设计鉴别果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖的方案。答：与Fehling 试剂作用无砖红色产生的是蔗糖。与Fehling试剂作用有砖红色产生的是果糖、葡萄糖和麦芽糖。往这三种试验中分别加入间苯二酚试剂并加热，有鲜红色沉淀生成者为果糖。剩下的葡萄糖和麦芽糖，用成脎反应来区别它们。成脎快的为葡萄糖，成脎慢的为麦芽糖。也可以用生成脎的晶形来区别它们。3.葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉和纤维素等物质，哪些是还原糖？哪些是非还原糖？答：葡萄糖、果糖、麦芽糖属于还原糖。蔗糖属于非还原糖。淀粉、纤维素分子中虽然也有半缩醛羟基，但它在分子中所占比例太小，因此不能被弱氧化剂氧化，所以也属于非还原性糖。 4.试设计鉴别甲苯、苯甲醚、苯酚、1苯基乙醇的方案。答：首先在四者中用绿豆大小的金属钠试验，发生反应并冒出气体者为苯酚、1-苯基乙醇；不作用者为苯甲醚、甲苯, 这样便分成了两组；然后在苯酚、1-苯基乙醇中分别加入稀的氢氧化钠溶液，溶于氢氧化钠溶液者为苯酚，不反应者为1-苯基乙醇；在苯甲醚、甲苯中分别加入高锰酸钾溶液，加热后出现褪色者为甲苯，无此现象者为苯甲醚。 5.蒸馏装置安装有哪些原则？答： 安装仪器前，首先选择规格合适的仪器。安装的顺序是“由下而上，由左到右”的顺序。整个装置要求准确端正，全套装置中各仪器的轴线都要在同一平面内。 6.试分析乙酰化反应的特点并简要写出乙酰苯胺的制备步骤。答：反应特点: 乙酰化试剂冰醋酸、醋酸酐、乙酰氯中：苯胺与乙酰氯反应最剧烈，醋酸酐次之，冰醋酸最平缓。冰醋酸价格便宜、操作方便。 C6H5NH2 + CH3CO2H C6H5NHCOCH3 + H2O 制备步骤：1.在圆底烧瓶中，加入苯胺、冰醋酸。2.装分馏柱，温度计。电热套上加热，使反应物保持微沸。维持温度在100105之间反应，待生成的水及大部分醋酸蒸出，反应完成。3.趁热将反应物倒入冰水中，冷却后抽滤，洗涤固体。粗产物重结晶。7. 仪器安装有哪些基本原则？答： 安装仪器前，首先选择规格合适的仪器。安装的顺序是“由下而上，由左到右”的顺序。整个装置要求准确端正，全套装置中各仪器的轴线都要在同一平面内。 8.试根据乙酰化反应的原理设计乙酰苯胺的制备方法。答：实验原理: 乙酰苯胺可通过苯胺与冰醋酸、醋酸酐或乙酰氯等乙酰化试剂作用而制备。以冰醋酸作乙酰化试剂价格便宜、操作方便。C6H5NH2 + CH3CO2H C6H5NHCOCH3 + H2O 制备方法：1在圆底烧瓶中，加入苯胺、冰醋酸。2装上分馏柱和温度计。将圆底烧瓶在电热套上加热，使反应物保持微沸。逐渐升高温度，当温度计读数达到100左右时，支管即有液体流出。3维持温度在105左右反应，待生成的水及大部分醋酸已被蒸出，此时反应完成。4在搅拌下趁热将反应物倒入冰水中，冷却后抽滤析出的固体，重结晶。9. 什么叫还原糖和非还原糖？葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖、淀粉和纤维素等物质，哪些是还原糖？哪些是非还原糖？答：含有半缩醛(酮)结构，能使Benedict 试剂和Tollen 试剂还原的糖称为还原糖。葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖和纤维二糖属于还原糖。蔗糖属于非还原糖。淀粉、纤维素分子中虽然也有半缩醛羟基，但它在分子中所占比例太小，因此不能被弱氧化剂(如Benedict 试剂)氧化，所以也属于非还原性糖。10. 蔗糖属于非还原性糖，但是当蔗糖与Benedict 试剂长时间共热时，也会发生阳性反应。试解释之？答：蔗糖是由D-(+)-葡萄糖和D-(-)-果糖残基以-糖苷键相连的非还原性双糖。但在碱性介质中(如Bnedict试剂中)中，经长时间加热会水解成D-(+)-葡萄糖和D-(-)-果糖，它们都是还原性单糖，故当蔗糖与Benedict 试剂长时间共热时，也会发生阳性反应。11. 为什么Tollen试剂可以区别醛和酮，却不能区别葡萄糖(醛糖)和果糖(酮糖)？答：因为葡萄糖和果糖均含有还原性的半缩醛羟基，所以均能与Tollen试剂呈阳性反应，所以葡萄糖和果糖无法用Tollen试剂来区别。12. Fehling试剂、Benedict试剂均不能氧化酮类，为什么能氧化酮醣？答：由于在碱性介质中，酮醣可用通过异构化转变为醛醣，所以Fehling试剂、Benedict试剂能氧化酮醣。13. Molish 试剂是什么？哪些物质能与其发生阳性反应？其现象是什么？答：Molish 试剂是-萘酚的酒精溶液。能发生阳性反应的物质主要是糖类。现象是在浓硫酸存在下，产生紫色环。14. 胶淀粉水溶液中加碘试剂，有何现象？此时加热溶液，又有何现象？接着冷却又有何现象？并解释变化过程。答：胶淀粉水溶液中加碘试剂时，溶液变兰。加热时兰色褪去，冷却时兰色又重现。因为胶淀粉中有相当部分的直链淀粉，直链淀粉靠羟基间作用力形成的螺旋柱中的空间，其大小适合碘三负离子的进入。靠分子间的引力，淀粉与碘三负离子构成的“包含物”而显兰色。加热时，由于破坏了内氢键，螺旋结构变为直链。同时“包含物”结构也被破坏，故兰色消失。但冷却时，随着螺旋结构的形成，“包含物”结构也在形成，故兰色重现。15. 通过淀粉水解实验，你对酶的生物活性有何理解？答：从淀粉水解实验中可看出：化学反应(如淀粉酸性水解)常需要加热、加催化剂等，且反应较慢。而酶参与的反应通常可以在较低温度(约400C)，很短的时间内完成。16. 如何鉴定酮醣的存在？答：用间苯二酚-盐酸试剂加入试样中，沸水浴加热1至2分钟(加热时间不能超过20分钟，盐酸和试样的浓度不超过12%)。若有鲜红色沉淀则为酮糖，否则，就不是酮醣。17.具有什么样结构的酮醣才会形成糖脎?如何利用糖的成脎反应区别不同的糖？能否用糖脎的反应区别葡萄糖和甘露糖？答：具有-羟基羰基结构的糖与过量苯肼反应，才会形成脎。 利用(1)能否成脎；(2)成脎的快慢；(3)脎的晶形 可以区别一些糖。不能用成脎反应来区别葡萄糖和甘露糖，因为它们生成的是同一种糖脎，且成脎速度非常接近。18. 制备糖脎时应注意什么问题？答：应注意：(1) 苯肼有毒，取用时时要小心，切勿接触皮肤。一旦触及皮肤，应用稀醋酸洗，然后用水冲洗。(2) 为了比较生成脎的快慢，各种样品及药品的量应相同，加热温度要一样。(3) 为防止加热时苯肼挥发，应加塞或用棉花塞住试管口。(4) 双糖的糖脎易溶于热水中，要冷却后才能析出。19.现有甘油、乙醛、葡萄糖和淀粉四种水溶液，试用一种试剂加以鉴别。答：分别往四种样品中加入新制的Cu(OH)2溶液。加入新制的Cu(OH)2溶液，有绛兰色的是甘油和葡萄糖。加热后绛兰色溶液转变为砖红色沉淀的是葡萄糖，未转变为砖红色沉淀的是甘油。加入新制的Cu(OH)2溶液，无绛兰色生成的是乙醛和淀粉。加热后，有砖红色沉淀生成的是乙醛，无砖红色沉淀生成的是淀粉。20.纤维素与混酸作用生成什么物质？发生了何种反应？答：生成了硝酸纤维素酯C6H7O2(ONO2)3n。因纤维素分子中含有游离羟基，具有醇的性质，能与酸发生酯化反应。21. 制备乙炔时应注意什么问题？ 答：纯净的乙炔是无色、无臭的气体。但用电石在一般情况下制取的乙炔，常带有一种令人极不愉快的恶臭，这是由于在电石中含有少量硫化钙、砷化钙、磷化钙等杂质的缘故。当这些杂质与水作用时，生成了带有特殊臭味的硫化氢、砷化氢和磷化氢气体。将用电石制取的乙炔气体通入盛有重铬酸钾的浓硫酸溶液，或氯化汞的稀盐酸溶液，或碱溶液的洗气瓶，都可以除去这些带有臭味的气体，得到较纯净的乙炔。22. “恒沸”的概念答：“恒沸”是指两种或两种以上的物质按一定的组成比形成的混合物在一定温度下沸腾。这样的混合物我们称之为“恒沸物”。“恒沸物”虽然是混合物，但它有固定的沸点，因此我们说纯的液体都有固定的沸点，但有固定的沸点，并不一定是纯的物质，“恒沸物”就是一个例子。23. 熔点和熔距答：物质由固态转变为液态时的温度即为该物质的熔点。严格地说，物质的熔点是该物质的固液两态在大气压下达平衡时的温度。熔距是指物质从初熔至全熔时的温度范围。24.恒沸物和恒沸点答：物质以一定比例在一固定温度下沸腾，含有这中比例的混合物称做恒沸物，它们的沸点叫做恒沸点。25. 蒸馏瓶大小的选择是根据待蒸液体的量来选定的，在普通蒸馏中通常是使待蒸液体的体积不超过蒸馏瓶容积的2/3，也不小于1/3，为什么？答：如果装料过多，沸腾激烈时液体可能冲出，降低分离效率；如果装入的液体太少，在蒸馏结束时，过大的蒸馏瓶中会容纳较多的气雾，使一部分物料不能蒸出而使产品损失。26. 试分析在普通蒸馏或减压蒸馏中，可用磁力搅拌代替沸石或毛细管的理由。答：通常在液体接近沸点的温度下，内部会产生大量极其微小的气泡，分散于液体中或较为粗糙的瓶壁上。这些气泡由于太小，其浮力不足以冲脱液体的束缚，当有沸石、毛细管等汽化中心存在时，由于不断上升的小气泡的搅动，可减少液体对蒸气泡的束缚，并进一步吸收大量蒸气泡，将其带出蒸馏瓶，使之得以蒸发分离。由于不停旋转的磁力的搅拌，减少了液体对气泡的束缚，并能使使蒸汽泡有较多的机会聚合增大，从而冲破液体的束缚而蒸发分离，固可以代替。27. 通常苯胺酰化的在有机合成中的意义是什么？答：一是为得到酰化的产物，二是可以用于保护氨基，防止其在反应过程中被氧化，三是酰化后可得到定位选择性更强的产物；酰胺基在反应后可通过水解再还原成氨基。 28. 在重结晶中趁热过滤后冷却结晶的产品过滤时，该如何洗涤？答：先停止抽气，加入少量溶剂润洗，再抽气，反复二次即可。29. 是否可以使用第一次测定熔点时已经熔化了的试料使其固化后做第二次测定？答：不可以。因为有时某些物质会发生分解，有些物质则可能转变为具有不同熔点的其它结晶体。30. 冷凝管通水方向是由下而上，反过来行吗？为什么？答：冷凝管通水是由下口进，上口出，反过来不行。因为这样冷凝管不能充满水，由此可能带来两个后果：其一，气体的冷凝效果不好。其二，冷凝管的内管可能炸裂。31.合成乙酰苯胺时，柱顶温度为什么要控制在105C左右？答：为了提高乙酰苯胺的产率，反应过程中不断分出水，以打破平衡，使反应向着生成乙酰苯胺的方向进行。因水的沸点为100C，反应物醋酸的沸点为118C，且醋酸是易挥发性物质，因此，为了达到要将水份除去，又不使醋酸损失太多的目的，必需控制柱顶温度在105C左右。32. 选择重结晶用的溶剂时，应考虑哪些因素？答：(1)溶剂不应与重结晶物质发生化学反应； (2)重结晶物质在溶剂中的溶解度应随温度变化，即高温时溶解度大，而温时溶解度小； (3)杂质在溶剂中的溶解度或者很大，或者很小； (4)溶剂应容易与重结晶物质分离；33. 如果液体具有恒定的沸点，能否认为它是单纯物质？为什么？答：如果液体具有恒定的沸点，不能认为它是单纯物质。因为有些液体能与其它组份化合物形成二元或三元恒沸物，它们也有恒定的沸点，但确是混合物，而不是单纯物质。34. 学生实验中经常使用的冷凝管有哪些？各用在什么地方？答：学生实验中经常使用的冷凝管有：直形冷凝管，空气冷凝管及球形冷凝管等。直形冷凝管一般用于沸点低于140的液体有机化合物的沸点测定和蒸馏操作中；沸点大于140的有机化合物的蒸馏可用空气冷凝管。球形冷凝管一般用于回流反应即有机化合物的合成装置中(因其冷凝面积较大，冷凝效果较好)。35. 什么是萃取？什么是洗涤？指出两者的异同点。答：萃取是从混合物中抽取所需要的物质；洗涤是将混合物中所不需要的物质除掉。萃取和洗涤均是利用物质在不同溶剂中的溶解度不同来进行分离操作，从混合物中提取的物质，如果是我们所需要的，这种操作叫萃取，如果不是我们所需要的，这种操作叫洗涤。36. 沸石为什么能止暴？如果加热后才发现没加沸石怎么办？由于某种原因中途停止加热，再重新开始蒸馏时，是否需要补加沸石？为什么？答：(1)沸石为多孔性物质，它在溶液中受热时会产生一股稳定而细小的空气泡流，成为液体分子的气化中心，从而使液体平稳地沸腾，防止了液体因过热而产生的暴沸。(2)如果加热后才发现没加沸石，应立即停止加热，待液体冷却后再补加，切忌在加热过程中补加，否则会引起剧烈的暴沸，甚至使部分液体冲出瓶外，有时会引起着火。(3)中途停止蒸馏，再重新开始蒸馏时，因液体已被吸入沸石的空隙中，再加热已不能产生细小的空气流而失效，必须重新补加沸石。 37. 在蒸馏装置中，温度计应放在什么位置？如果位置过高或过低会有什么影响？答：如果温度计水银球位于支管口之上，蒸气还未达到温度计水银球就已从支管流出，测定沸点时，将使数值偏低。若按规定的温度范围收取馏份，则按此温度计位置收取的馏份比规定的温度偏高，并且将有一定量的该收集的馏份误作为前馏份而损失，使收集量偏少。如果温度计的水银球位于支管口之下或液面之上，测定沸点时，数值将偏高。但若按规定的温度范围收取馏份时，则按此温度计位置收取的馏份比要求的温度偏低，并且将有一定量的该收集的馏份误认为后馏份而损失。38. 何谓分馏？它的基本原理是什么？答：利用分馏柱使几种沸点相近的混合物得到分离和纯化，这种方法称为分馏。利用分馏柱进行分馏，实际上就是在分馏柱内使混合物进行多次气化和冷凝。当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气化，两者之间发生了热量交换。其结果，上升蒸气中易挥发组份增加，而下降的冷凝液中高沸点组份增加。如果继续多次，就等于进行了多次的气液平衡，即达到了多次蒸馏的效果。这样，靠近分馏柱顶部易挥发物质的组份的比率高，而在烧瓶中高沸点的组份的比率高，当分馏柱的效率足够高时，开始从分馏柱顶部出来的几乎是纯净的易挥发组份，而最后的烧瓶里残留的几乎是纯净的高沸点组份。39. 用醋酸直接酰化和用醋酸酐进行酰化各有什么优缺点？除此之外，还有哪些乙酰化试剂？答：醋酸和醋酸酐相比，醋酸的酰化能力要弱于醋酸酐，但醋酸的价格较之醋酸酐要便宜。除了醋酸和醋酸酐外，常用的酰化试剂还有乙酰氯。40.有机实验中，什么时候利用回流反应装置？怎样操作回流反应装置？ 答：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。回流反应装置通常用球形冷凝管作回流冷凝管。进行回流反应操作应注意：(1)根据反应物的理化性质选择合适的加热方式，如水浴、油浴或石棉网直接加热。(2)不要忘记加沸石。(3)控制回流速度，一般以上升的气环不超过冷凝管的1/3(即球形冷凝管的第一个球)。过高，蒸气不易全部冷凝回到反应烧瓶中；过低，反应烧瓶中的温度不能达到较高值。附：基础化学实验基本操作辅导无机化学部分包括：台秤的使用，固体试剂的取用，液体试剂的取用，常压过滤，减压过滤，蒸发浓缩、离心分离等。操作一：称取2克粗食盐，加25毫升蒸馏水，搅拌，使其溶解。涉及基本操作如下：台秤的使用。 称量前天平先调零。称量时注意左物右码。砝码要用镊子夹取，游码用镊子拨动。粗食盐应放在烧杯中称量，称量粗食盐时加固体快至天平平衡时用拍手腕的方法加少许药品。称完后天平还原。常出错的地方：A直接用手拿砝码和拨游码；B直接把药品放在托盘上或者放滤纸上或者其他的纸张（除了称量纸外）上称量；C药品放错托盘；D在托盘上放多了药品取出又放回原瓶；E称量完毕忘记把游码拨回零点。液体试剂的取用。 使用量筒取一定体积的蒸馏水。量筒应竖直放在桌面上。眼睛和液面在同一水平线上，读取液面最低处的读数。当液体快加到刻度时，改用滴管滴加至刻度。常出错的地方：A手拿着量筒读数； B读数时有的俯视，有的仰视；C有的不能依据需量取液体体积选择合适量程的量筒。D液体加多了，又用滴管向外吸。搅拌。 操作时将烧杯平放在桌面上，先加入固体食盐，然后加入适量水，用玻璃棒在烧杯内液体的中部或沿烧杯内壁，交替按顺时针和逆时针方向做圆周运动，速率不可太快，用力不可大，玻璃棒不能碰撞烧杯内壁发出叮噹之声。常出错的地方：A溶解食盐使用玻璃棒搅拌过程中发出叮噹之声； B玻璃棒在液体中上部搅拌。操作二：将上述液体进行常压过滤。常见错误：滤纸制作不规范，忘记撕角或者用剪刀剪去一角； 正确做法：滤纸上缘应略低于漏斗的上缘。滤纸三层部位紧贴漏斗的外层用手撕去一小角，这样做可以使滤纸和漏斗内壁更加紧密。滤纸与漏斗内壁之间留有气泡，影响过滤速度； 正确方法：将滤纸贴在漏斗壁上时，应用手指压住滤纸，用水润湿，使滤纸紧贴在漏斗壁上，赶走滤纸和漏斗壁之间的气泡，以利于提高过滤速度。手持玻璃捧的位置太靠上或太靠下；玻璃捧下端靠在滤纸上时：一是没轻靠在滤纸的三层部位，二是用力过大致使漏斗倾斜；盛放待过滤液的烧坏的尖嘴部位靠在了玻璃捧的中部甚至中上部。 正确方法：过滤操作要求做到一贴二低三靠。一贴：滤纸紧贴漏斗壁。二低：滤纸上沿低于漏斗口，溶液液面低于滤纸上沿。三靠：漏斗颈