物理化学下册实验思考题解答

实验六实验六 原电池电动势的测定原电池电动势的测定 1 对消法测电动势的基本原理是什么 为什么用伏特表不能准确测定电池电动势 答 对消法就是用一个与原电池反向的外加电压 于电池电压相抗 使的回路中的电流趋 近于零 只有这样才能使得测出来的电压为电动势 电动势指的就是当回路中电流为零时 电池两端的电压 因而必须想办法使回路中电流为零 伏特表测定电池电动势的时候 回 路中的电流不为零 测出的电池两端的电压比实际的电动势要小 因此用伏特表不能准确 测定电池电动势 2 参比电极应具备什么条件 它有什么功用 盐桥有什么作用 应选择什么样的电解质作 盐桥 答 参比电极一般用电势值已知且较恒定的电极 它在测量中可作标准电极使用 在实验 中我们测出未知电极和参比电极的电势差后就可以直接知道未知电极的电势 盐桥起到降低液接电势和使两种溶液相连构成闭合电路的作用 作盐桥的电解质 应该不 与两种电解质溶液反应且阴阳离子的迁移数相等 而且浓度要高 3 电动势的测量方法属于平衡测量 在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行 为此 应注意些什么 答 应注意电池回路接通之前 应该让电池稳定一段时间 让离子交换达到一个相对的平 衡状态 还应该在接通回路之前先估算电池电动势 然后将电位差计旋钮设定未电池电动 势的估算值 避免测量时回路中有较大电流 4 对照理论值和实验测得值 分析误差产生的原因 答 原电池电动势测定结果的误差来源有很多 标准电池工作时间过长 长时间有电流通 过 标准电动势偏离 盐桥受污染 饱和甘汞电极电势不稳定 未能将电位差计旋钮设定 在待测电池电动势应有的大体位置 使待测电池中有电流通过等等 5 在精确的实验中 需要在原电池中通入氮气 它的作用是什么 答 为了除去溶液中的氧气 以避免氧气参与电极反应 腐蚀电极等 实验八实验八 二级反应 乙酸乙酯皂化二级反应 乙酸乙酯皂化 1 为什么实验用 NaOH 和乙酸乙酯应新鲜配制 答 氢氧化钠溶液易吸收空气中二氧化碳而变质 乙酸乙酯容易挥发和发生水解反应而使 浓度改变 2 为何本实验要在恒温条件下进行 而且 CH3COOC2H5和 NaOH 溶液在混合前还要预先 恒温 混合时能否将乙酸乙酯溶液倒入 NaOH 溶液中一半时开始计时 答 1 因为温度对电导有影响 2 不能 应刚混合完开始计时 3 被测溶液的电导率是哪些离子的贡献 反应进程中溶液的电导率为何发生减少 答 参与导电的离子有 和 在反应前后浓度不变 的 Na OH COOCH3 Na OH 迁移率比的迁移率大得多 随着时间的增加 不断减少 不 COOCH3 OH COOCH3 断增加 所以 体系的电导率值不断下降 4 为什么要使两种反应物的浓度相等 答 为了使二级反应的数学公式简化 1 为何本实验要在恒温条件下进行 而且 NaOH 溶液和 CH3COOC2H5溶液混合前还要预先恒温 答 因反应速度与温度有关 温度每升高 10 反应速度约增加 2 4 倍 同时电导率也与 温度有关 所以实验过程中须恒温 且 NaOH 溶液和 CH3COOC2H5溶液混合前要预先恒温 以 保证反应在实验温度下进行 2 如果 NaOH 溶液和 CH3COOC2H5溶液的起始浓度不相等 试问应怎样计算 答 要按 log 303 2 xba xab bat k 式中 a 为两溶液中浓度较低的一个溶液浓度 ax t 0 0 以 t 作图 可得到和的值 解出不同 t 时的 x 值 然后 就可求出 k t 0 3 如果 NaOH 溶液和 CH3COOC2H5溶液为浓溶液 能否用此法求值 为什么 k 答 不能 因为只有对稀溶液 强电解质的电导率与其浓度成正比 才会推倒得到 作图为一直线 进而求得值 t t t 0 k 实验十实验十 溶液表面张力的测定溶液表面张力的测定 最大气泡压力法最大气泡压力法 1 用最大气泡压力法测定表面张力时为什么要读最大压力差 提示 若读中间某个压力差值 不能保证每次读压力差对应大小相同气泡 2 为何要控制气泡逸出速率 提示 气泡逸出速率会影响气泡的大小 近而影响压力差值的大小 因而要保证测定过程 中气泡逸出速率恒定 3 本实验需要在恒温下进行吗 为什么 提示 需要恒温 因为表面张力的大小受温度的影响 4 毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切 否则对实验有何影响 提示 毛细管尖端若不与液面相切插入一定深度 会引起表面张力测定值偏小 5 哪些因素影响表面张力测定的结果 如何减小或消除这些因素对实验的影响 提示 温度 气泡逸出速度 毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定 结果 减小或消除这些因素引起误差的措施是 恒温 控制气泡逸出速率恒定 毛细管干 净以及毛细管与液面相切 1 系统检漏过秳中 U 形管测压计两端液面出现高度差 测量溶液的表面张力时也是在 存在此高度差的前提下 即气密性好 测量的 该高度差的大小是否影响测量结果 答 系统检漏时减压不能太大 否则毛细管口出泡压力将减小 但这不是系统漏气 如果 减压得不大 不会影响测量结果 2 毛细管尖端为何必须调节得不恰不液面相切 否则对实验有何影响 答 毛细管插入溶液中的深度直接影响测量结果的准确性 假如毛细管尖端插入液下 会 造成压力丌只是液体表面的张力 还有插入部分液体的静压力 为了减少静压力的影响 应尽可能减少毛细管的插入和深度 使插入深度 h 接近0 毛细管内的空气压力不管口处的液体表面张力平衡 插入一定深度后 需增加空气压力 才能抵消这一深度的液柱压力 使实验测得的表面张力值偏高 3 最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差 如果气泡逸出的徆快 或几个气 泡一齐出 对实验结果有无影响 答 测定时在毛细管口不液面相接触的地斱形成气泡 其曲率半径R 先逐渐变小 当 达到R r 毛细管半径 时 R 值最小 附加压力也达到最大 且此时对于同 一毛细管 pmax 只不物质的 值有关 单值函数关系 所以都读最大压力差 出泡速率不能太快 因为出泡速率快将使表面活性物质来不及在气泡表面达到吸附平 衡 也将使气体分子间摩擦力和流体不管壁间的摩擦力增大 这将造成压力差增大 使表 面 张力测定值偏高 所以要求从毛细管中逸出的气泡必须单泡逸出 有利于表面活性物质在 表 面达到吸附平衡 并可减少气体分子及气体不器壁乊间的摩擦力 才能获得平衡的表面张 力 响测定结果 4 本实验选用的毛细管尖的半径大小对实验测定有何影响 若毛细管丌清洁会丌会影 响测定结果 答 毛细管半径不能太大或太小 太大 Pmax小 引起的读数误差大 太小 气泡易从 毛细管中成串 连续地冒出 泡压平衡时间短 压力计所读最大压力差不准 测定用的毛 细管一定要清洗干净 否则气泡不能连续稳定地通过 而使压力计读书不稳定 5 温度和压力的变化对测定结果有何影响 温度和压力的变化对测定结果有何影响 答 温度愈高 表面张力愈小 到达临界温度时 液体不气体丌分 表面张力趋近于零 最大泡压法测定时 系统不外界大气的压力差愈大 表面张力就越大 6 对同一试样进行测定时 每次脱出一个气泡或连串两个所读结果是否相同 为什么 对同一试样进行测定时 每次脱出一个气泡或连串两个所读结果是否相同 为什么 答 丌同 连串几个气泡一齐出 吸附平衡就来丌及在气泡表面建立起来 因而测的表 面张力也丌能反映该浓度下真正的表面张力值 实验十一实验十一 胶体制备和电泳胶体制备和电泳 1 电泳速度的快慢与哪些因素有关 答 电泳速度与带电离子的大小 形状 离子表面的电荷数目 溶质中电解质的种类 离 子强度 PH 溶液的粘度 温度及电位梯度等 2 电泳实验为什么要使用辅助液 答 不用辅助液 电极直接插到胶体中 在电泳时负极会发生溶胶的沉聚 干扰泳动的观 察 界面也不明显 3 所用导电液与溶胶的电导为什么要求十分相似 答 对导电液的选择是由于 电位对导电液成分十分敏感 要求电导相等 是要避免因界 面处电场强度突变造成两壁界面移动速度不等产生的界面模糊 另外 要保持电场强 度一致 如果电场强度发生改变 上下两部分的液体电阻就会不一样 电位降也会不 一样 而公式中的 E L 项是应在均匀电场下测得的 4 胶粒带电的原因是什么 如何判断胶体所带电荷的符号 答 胶体带电的原因主要有两种 吸附和电离 吸附带电是由于胶体系统胶核比表面积很 大 有较高的比表面积能 所以容易产生吸附 胶核吸附正离子 胶粒带正电 胶核 吸附负离子 胶粒带负电 与分散相固体表面有相同的化学元素的离子被优先吸附 而电离带电则是由于胶体分子电离出小离子而是胶体粒子带上相反的电荷 判断胶体所带电荷只要观察在电泳实验中胶体是向那一极移动即可 向负极移动表示 带正电 向正极移动表示带负电 实验十二实验十二 粘度法测定高聚物的相对分子质量粘度法测定高聚物的相对分子质量 1 粘度计毛细管的粗细对实验结果有何影响 答 粘度计毛细管的过粗 液体流出时间就会过短 那么使用 Poisuille 公式时就无法近似 也就无法用时间的比值来代替粘度 如果毛细管过细 容易造成堵塞 导致实验失败 2 乌氏粘度计中的 C 管的作用是什么 能否去除 C 管改为双管粘度计使用 答 C 管的作用是形成气承悬液柱 不能去除 C 管改为双管粘度计 因为没有了 C 管 就 成了连通器 不断稀释之后会导致粘度计内液体量不一样 这样在测定液体流出时间时就 不能处在相同的条件之下 因而没有可比性 只有形成了气承悬液柱 使流出液体上下方 均处在大气环境下 测定的数据才具有可比性 3 若把溶液吸到了乳胶管内对实验结果有何影响 答 会使溶液浓度降低 导致测定的流出时间减小 从而使相对粘度测定值减小 影响实 验结果 4 试列举影响准确测定的因素有哪些 答 影响准确测定的因素有温度 溶液浓度 搅拌速度 粘度计的垂直度等 5 粘度法测定高聚物的摩尔质量有何局限性 该法适用的高聚物摩尔质量范围是多少 答 粘度法是利用大分子化合物溶液的粘度和分子量间的某种经验方程来计算分子量 适 用于各种分子量的范围 局限性在于不同的分子量范围有不同的经验方程 1 乌氏粘度计中的支管 c 有什么作用 除去支管 c 是否仍可以测粘度 如果在测定液体流 出时间时没有打开支管 c 会对测定的高聚物分子量产生何种影响 答 打开 c 管 使毛细管与大气连通 当毛细管下端的液面下降 毛细管内流下的液体形 成一个气承悬液柱 液体流出毛细管下端后沿管壁流下 避免出口处形成湍流现象 或者 是减少了 a 管液面升高对毛细管中液流压力差带来的影响 除去 c 仍可测定 但是要保证 每次测量的体积都相同 如果没打开 c 则流出的时间过长 测出的分子量偏大 如果在测定液体流出时间时没有打开支管 c 就没有办法将 B 管中的液体吸上 E 球和 G 球 即实验无法进行 2 测高聚物分子量时 若粘度计毛细管太粗 太细 有何影响 答 不同的粘度计由于毛细管粗细不同 会有一个修正参数 计算的时候采用这个参数就 行 毛细管太粗主要是流速太快 时间记录误差大 容易测不准 太细流速太慢 浪费时 间 而且很难清洗 1 为什么强调黏度计一定要干净 无尘 答 因为如果粘度计中有杂质的话 会影响所测液体的流速 还有溶解在溶液中 使得溶 液成分发生变化 对分子量的测定影响较大 2