“物化实验： 原电池电动势的测定和离子迁移数的测定”答案.doc

物化实验十 原电池电动势的测定得分一、填空题：在下列空格中填入正确答案1. 有一电池的表达式为Zn(s)ZnSO4(m1)CuSO4(m2)Cu(s)，正极的反应为Cu2+ + 2e Cu ，负极的反应为 Zn Zn2+ + 2e ，电池的总反应为 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 。2. 用 稀硫酸 浸洗的锌电极以除去表面上的氧化层，取出后用水洗涤，再用蒸馏水淋洗，然后浸入饱和 硝酸亚汞 中，取出后用 吸水纸（或滤纸） 擦拭电极，使锌电极表面上有一层均匀锌汞齐。3. 实验中由于使用标准氢电极不方便，常采用第二级的标准电极，又称为参比电极，本实验所用参比电极是 （饱和）甘汞电极 。得分二、选择题：下列每题只有一个正确答案，从A、B、C、D选项中选出一个填入括号“（ ）”中1. 在某电池的表达式为Zn(s)ZnSO4(m1)CuSO4(m2)Cu(s)中，符号“”的意思是（ B ）A. 甘汞电极 B. 盐桥 C. 玻璃杯 D. 玻璃棒2. 指出在处理铜电极表面的氧化层时，应使用的清洗液是（ A ） A. 稀硝酸 B. 稀硫酸 C. 稀盐酸 D. 浓硝酸3. 指出影响电极电势大小的因素是（ D ）A. 电极的种类 B. 溶液的浓度 C. 环境温度 D. 以上三种得分三、判断题：判断下列说法是否正确，在正确的题后（ ）内打；在错误的题后打（每小题1分，共10分）1. 由于所制作的锌汞齐电极表面有Hg，所以在Zn(s)ZnSO4(m1)CuSO4(m1)Cu(s)中，铜为负极，汞为正极。 （ ）2. 制作锌汞齐电极时，擦拭表面的硝酸亚汞之后的吸水纸，要放在盛有足够水的指定的有盖的广口瓶中。 （ ）3. 通过本实验，由于甘汞电极的电极电势是已知的，通过测量电池的电动势，我们同样也得到未知电极的绝对电极电势。 （ ）得分四、简答题（择其要点,简要回答）1. 本实验中原电池Cu(s)CuSO4(m1)CuSO4(m2)Cu(s)为一浓差电池，试比较m1和m2的大小，并分别写出两极的半反应类型及半反应方程式。答案提示：m1m2正极：氧化反应 Cu2+(m2) + 2e Cu(s)负极：还原反应 Cu(s) - 2e Cu2+(m1)或Cu2+(m1) + 2e Cu(s)2. 盐桥的作用是什么？选择盐桥应注意什么问题？答案提示：盐桥的作用： 沟通2个半电池，保持其电荷平衡，使反应继续进行。减小液接界，减小接界电势。选择盐桥应注意的问题：作为盐桥的电解质溶液中的阴、阳离子的迁移数应尽量趋于相同盐桥溶液的浓度越大，液体接界电势降低的幅度越大，故盐桥溶液应用饱和溶液。盐桥溶液的电解质不能与欲放人盐桥的溶液发生反应，如产生沉淀或气体等。3. 简述本实验由制作的电极所带来的误差原因及解决手段答案提示：.密封不好：可能漏气、有气泡、漏液都密封不好；排除气泡，夹子夹好，蜡密封。.锌棒的处理：制作好的锌汞齐表面被氧化；锌汞齐制好后尽快地放入硫酸锌溶液中。.铜棒的处理；新镀上的铜不均匀；电流大约20mA，时间2030min.，期间常转动一下铜棒。新镀上的铜被氧化；制好后尽快地放入硫酸铜溶液中。.电极的养护：电极和液面之间没有建立好平衡；电极制作好之后，放在待测的溶液中，养护数分钟，使得电极和液面建立好平衡。五、 操作题1. 制作锌电极答案提示 处理锌电极：洗硫酸约20s浸洗，自来水洗，蒸馏水洗。 浸入饱和硝酸亚汞溶液中5s，吸水纸擦净，擦后的吸水纸要放入专用的具塞的广口瓶中。处理好的电极塞入洁净的电极管中，电极插入要在合适处，不能太高或者触到底部，检查不能有漏气处，否则可蜡封。用电极管的虹吸管吸入0.1000ZnSO4溶液，液面略高于电极1cm。查是否漏气，将制作好的电极管放入盛放0.1000ZnSO4溶液中静养数分钟，使得电极和溶液之间建立好平衡。2. 制作铜电极答案提示：处理铜电极：洗硝酸浸洗3min.水洗将铜电极连接到电镀的线路中进行电镀，20mA,30min处理好的电极塞入洁净的电极管中，电极插入要在合适处，不能太高或者触到底部，检查不能有漏气处，否则可蜡封。用电极管的虹吸管吸入0.1000CuSO4溶液，液面略高于电极1cm。查是否漏气，将制作好的电极管放入盛放0.1000CuSO4溶液中静养数分钟，使得电极和溶液之间建立好平衡。3. 测量电池Zn(s)ZnSO4(0.1000 molL-1)KCl(饱和)Hg2Cl2-Hg(s)的电动势答案提示： 组装原电池 连接线路，注意原电池的正负极和数字电位差计的正负极的接法 测量六、 实验操作及注意事项1. 洗净烘干四只5ml烧杯和三只电极管2. 处理铜电极和锌电极注意事项： 铜电极和锌电极分别在洗硝酸浸洗3分钟和在洗硫酸浸洗20s.。 洗好的铜电极放入电镀池中电镀，20mA,30min 洗好的锌电极放入饱和硝酸亚汞溶液中浸泡5s，吸水纸擦净，擦用过的吸水纸要放入专用的具塞广口瓶中 硝酸亚汞剧毒，禁皮肤接触，更禁入口3. 处理好的电极插入电极管中注意事项 电极插入要在合适的位置，不要触到电极管的底部 电极管漏气处可蜡封 蜡封操作在专用的托盘中进行，禁在电炉上操作。蜡封时勿将蜡液洒到实验台上或地上4. 将电极管的虹吸管插入相应的标准溶液中，用洗耳球自电极管的支管吸气，将溶液吸入电极管中，液面略高于电极1cm，停止吸气，夹紧夹子。观察电极管是否漏气，是否有气泡，是否漏液。若有，重新制作。5. 制作好的电极，虹吸管管口插在相应溶液的烧杯中，养护数分钟，使得电极和液面建立好平衡。6. 组装原电池7. 用数字电位差计测量原电池的电动势注意事项： 数字电位差计因在出厂前已校对，不需要再校准 电位差计的正负极和原电池的正负极接法要准确 平行测量三次，只需将数字电位差计上的数字打乱，重新测量即可8. 实验结束后，地面和实验台上的石蜡要清楚干净；存放擦拭硝酸亚汞的吸水纸，倒入指定的回收器中；甘汞电极用后要塞上塞子，放入专用盛有饱和KCl的烧杯中。物化实验十二 离子迁移数的测定得分一、填空题：在下列空格中填入正确答案1. 在电场作用下，电解质溶液的导电在溶液中依靠 正、负离子 向两极迁移，在 电极 和溶液交界处依靠电极反应，这两部分构成了电解质溶液的导电。2. 电解完成后，迅速取出库伦计中 阴极 铜片，清洗 烘干 后在分析天平上称重，记下数据。3. 在含有CuSO4溶液的电解池中，以铜电极作为阴阳极，每通过1F电量（96500C），理论上应该在两极上发生反应的物质的量n为 0.5mol 。得分二、选择题：下列每题只有一个正确答案，从A、B、C、D选项中选出一个填入括号“（ ）”中1. 稀托夫法测CuSO4溶液中Cu2+离子迁移数时，下列说法不正确的是（ C ）.A. 中间区浓度基本不变 B. 阴极区浓度减少 C. 阳极区浓度减少D. 回路中的电量即可由电量计求得，也可用It 算出 2. 通入4F电量，含Cu2+的溶液中最多析出Cu的克数约为（ D ）. A. 4 B. 64 C. 32 D. 1283. 已测出(NH4)2SO4溶液中SO42-的迁移数为 0.4，则NH4的迁移数为（ A ）. A. 0.6 B. 0.4 C. 0.2 D. 0.3得分三、判断题：判断下列说法是否正确，在正确的题后（ ）内打；在错误的题后打1. 溶液中导电的正、负离子迁移速率和带电量不一定相同，但正、负离子带电量之和等于电解时所通过的电量 （ ）2. 通电结束后，应该先从中部区放出溶液，再放出阴极区，最后放出阳极（ ）3. 实验开始后，先把库仑计的阴极铜片进行酸洗水洗烘干称重，把线路接好，库仑计的阴极铜片放入电解液中，然后开启电源，立即计时。 （ ）得分四、简答题（择其要点,简要回答）1. 简述希托夫测定迁移数的基本原理。答案提示：在Hittorf迁移管中装入已知浓度的电解质溶液，接通稳 压直流电源，这时电极上有反应发生，正、负离子分别向阴、阳两极迁移。通电一段时间后，电极附近溶液浓度发生变化，中部基本不变。小心放出阴极部（或阳极部）溶液，称重并进行化学分析，根据输入的电量和极区浓度的变化，就可计算离子的迁移数。 2. 简述铜库仑计测量通过电解池总电量的基本原理。 答案提示：铜库仑计是用两个铜片作正、负极，以含有一定CuSO4的混合液作为电解液。铜库仑计中的电极反应为 正极： Cu (s) 2e Cu2+ 负极： Cu2+ + 2e Cu (s) 保持较为恒定的电流密度220 mAcm-2为宜，通电一定时间如1h.后，立即取出阴极的铜片，小心清洗烘干称重（电解前该铜片也要清洗烘干称重），算出所沉积的铜的物质的量，即可算出总电量Q。3. 简述用希托夫法测定离子迁移数的缺点，并且根据实验提出本实验的改进措施。答案提示：希托夫法的原理简单，缺点是不易获得准确结果，这是因为在实验过程中很难避免由于对流、扩散、振动等而引起溶液相混，另外由于离子的水化作用，离子在电场作用下带着水化壳层迁移，在计算中没有考虑这个因素，故得到的迁移数常称为表观迁移数，也称为希托夫迁移数。改进措施：本实验可在阴极区、阳极区连接中部区之处设置两个活塞或者用橡皮管连接配以夹子，以便在电解后及时隔断三个区域防治容易相混。五、 操作题1. 按照实验要求，对库仑计的铜片进行处理，并按照要求连接好线路，到开始计时。答案要点： 实验前要对库仑计的阴极铜片进行处理：稀硝酸浸洗（约2molL-1,约3min.），水洗，蒸馏水洗。 烘干（110C.，5min.），取出冷却，称重，准确到0.0001g。 连接线路（迁移管中已装入CuSO4溶液），铜片亦是，但阴极的铜片暂不能放入溶液中。 开启稳压电源，调节电流约为20mA左右 将阴极铜片放入库仑计中，立刻计时。六、 实验操作及注意事项1. 将迁移管、一只锥形瓶、两支铜电极、铜库仑计的阴极铜片洗净烘干。注意事项： 迁移管自来水洗，蒸馏水洗，烘干 铜电极和铜片要用稀硝酸浸洗3分钟，自来水洗，蒸馏水洗，再烘干 铜片烘干后，冷却，分析天平称重，准确到0.0001g。2. 装入0.1000CuSO4溶液，并将烘干后的铜电极转入迁移管中注意事项： 溶液要高于中部区，但仅仅略高于，不能太多，以免接下来放入电极的时候溶液溢出； 放入电极，电极不能塞紧，要有一定的缝隙 注意液面要略高于中部区，更不能溢出3. 连接线路。注意事项： 电源的正负极和电解池、库仑计的阴阳极 库仑计的阴极铜片暂不放入库仑计中4. 开启稳压电源，调节电流20mA左右。放入阴极铜片，立刻计时。电解1小时。注意事项 电解的过程中，电流不宜过大，否则沉积的铜疏松，易脱落；也不宜过小，否则沉积的铜量过小，由于铜有溶解，导