2025年大化实验考试题库及答案

2025年大化实验考试题库及答案一、基础操作与仪器使用1.简述配制0.1000mol/LNa2CO3标准溶液（500mL）的完整操作步骤及关键注意事项。答：步骤：①计算称样量：m(Na2CO3)=0.1000mol/L×0.5L×105.99g/mol≈5.300g；②用电子天平准确称取5.300g无水Na2CO3（需预先在270-300℃干燥至恒重），置于小烧杯中；③加约30mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌至完全溶解；④冷却至室温后，用玻璃棒引流将溶液转移至500mL容量瓶中，烧杯用少量蒸馏水洗涤3次，洗涤液一并转移至容量瓶；⑤向容量瓶中加水至刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加至凹液面最低处与刻度线相切；⑥盖紧瓶塞，倒置摇匀20次以上。关键注意事项：Na2CO3需充分干燥，溶解后必须冷却至室温再转移；转移时玻璃棒下端需靠在容量瓶刻度线以下内壁；定容时视线应与刻度线水平，避免仰视或俯视。2.滴定操作中，若使用酸式滴定管滴定NaOH溶液（指示剂为酚酞），简述“初读数”与“终读数”的正确读取方法及常见误差来源。答：读取方法：滴定管垂直固定后，视线与液面凹液面最低处水平，初读数在滴定前记录（一般调至0.00mL附近），终读数在指示剂变色且30秒内不褪色时记录。读数应估读到小数点后两位（如22.35mL）。常见误差来源：①滴定管未润洗，导致标准溶液被稀释；②滴定速度过快，终点判断滞后；③滴定管尖嘴处有气泡未排出，导致实际消耗体积偏大；④读数时视线倾斜（仰视使读数偏大，俯视偏小）；⑤指示剂加入量过多，影响终点pH值。3.电子天平使用时，“去皮”（Tare）功能的作用是什么？若称量易吸潮固体（如NaOH），应采用何种称量方法？操作中需注意哪些问题？答：“去皮”功能用于消除容器质量，直接显示样品净重。称量易吸潮固体应采用“差减法”：①先称取干燥小烧杯质量（m1）；②用药匙取过量NaOH置于烧杯中，称总质量（m2）；③转移部分NaOH至目标容器后，再次称量烧杯剩余物质量（m3），则样品质量为m2-m3。注意事项：NaOH需快速称量（避免长时间暴露空气中吸潮）；药匙使用前后需干燥；称量时避免手直接接触烧杯（防止体温影响天平）；若天平显示数值不稳定，需检查防风罩是否关闭。二、数据处理与误差分析4.某同学用0.1025mol/LHCl标准溶液滴定25.00mLNaOH溶液，三次平行滴定消耗HCl体积分别为24.32mL、24.35mL、24.48mL。计算NaOH溶液的浓度（保留四位有效数字），并判断是否符合平行滴定精密度要求（相对平均偏差≤0.2%）。答：首先舍去离群值：三次体积分别为24.32、24.35、24.48mL，24.48与前两次差值为0.13mL（>0.10mL），按Q检验法（n=3，Q临界=0.94），Q=(24.48-24.35)/(24.48-24.32)=0.13/0.16=0.81<0.94，故保留。计算平均值：(24.32+24.35+24.48)/3≈24.38mL。NaOH浓度c=(0.1025×24.38)/25.00≈0.1001mol/L。相对平均偏差：各次偏差分别为-0.06、-0.03、+0.10mL，平均偏差=(0.06+0.03+0.10)/3≈0.063mL，相对平均偏差=0.063/24.38×100%≈0.26%>0.2%，不符合要求，需重新滴定。5.分光光度法测定铁含量时，测得标准溶液的吸光度（A）与浓度（c，mg/L）数据如下：c=0.5，A=0.102；c=1.0，A=0.205；c=1.5，A=0.308；c=2.0，A=0.410。①绘制标准曲线并计算回归方程；②若样品吸光度为0.256，计算样品浓度（保留三位有效数字）。答：①以c为横坐标，A为纵坐标，计算回归系数：n=4，∑c=5.0，∑A=1.025，∑c²=0.25+1.0+2.25+4.0=7.5，∑cA=0.5×0.102+1.0×0.205+1.5×0.308+2.0×0.410=0.051+0.205+0.462+0.820=1.538。斜率b=(n∑cA-∑c∑A)/(n∑c²-(∑c)²)=(4×1.538-5.0×1.025)/(4×7.5-25)=(6.152-5.125)/(30-25)=1.027/5=0.2054；截距a=(∑A-b∑c)/n=(1.025-0.2054×5.0)/4=(1.025-1.027)/4≈-0.0005。回归方程：A=0.2054c-0.0005（相关系数r≈0.9999，线性良好）。②样品浓度c=(A+a)/b=(0.256+0.0005)/0.2054≈1.25mg/L。三、典型实验综合题6.燃烧热测定实验中，使用氧弹式热量计测定萘的恒容燃烧热（Qv）。①简述实验主要步骤；②若实验中未校正环境与体系的热交换，对Qv测定结果有何影响？③如何通过雷诺曲线校正温度变化？答：①主要步骤：a.样品压片：准确称取约0.8g萘，与已知燃烧热的点火丝（如镍铬丝，ΔcH=-1400J/g）一起压片；b.装弹充氧：将样品片固定在氧弹电极上，连接点火丝，充入2.5MPa氧气（检查气密性）；c.量热计准备：向内筒加入3000mL蒸馏水（温度低于外筒0.5-1.0℃），安装氧弹并连接点火电极；d.测量温度：启动搅拌，记录初期温度（每30秒1次，共10次），通电点火，记录主期温度（每15秒1次至温度上升缓慢），最后记录末期温度（每30秒1次，共10次）；e.计算：根据温度变化ΔT、水当量C（已用苯甲酸标定）、点火丝燃烧热，计算Qv=-(CΔT+m丝×1400)/m样。②未校正热交换时，体系与环境的热传递（如内筒向环境散热或吸热）会导致ΔT测量值不准确：若体系放热时环境吸热，ΔT偏小，Qv测定值偏低；反之若环境向体系传热，ΔT偏大，Qv偏高。③雷诺校正：以时间为横坐标，温度为纵坐标绘制曲线，延长初期和末期温度的线性部分，与主期温度曲线的中点垂线相交，交点间的温差即为校正后的ΔT，消除了热交换的影响。7.蔗糖水解反应动力学实验中，使用旋光仪测定不同时间t的旋光度αt和完全水解后的α∞。①为什么可以用α∞代替反应结束时的旋光度？②若实验中未校正旋光仪零点，对速率常数k的计算是否有影响？③写出一级反应速率常数k的表达式，并说明如何通过实验数据求k。答：①蔗糖水解为葡萄糖（比旋光度+52.5°）和果糖（-91.9°），均为旋光物质。完全水解时，蔗糖浓度为0，体系旋光度由葡萄糖和果糖的旋光性决定。由于水解是不可逆反应，α∞为水解完全时的稳定值，可用50℃水浴加热30分钟使水解完全后测定。②无影响。一级反应速率方程推导中，αt-α∞为浓度的线性函数，零点误差会同时影响αt和α∞，其差值保持不变，因此k的计算不受影响。③一级反应速率方程：ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)。以ln(αt-α∞)对t作图，应得一条直线，斜率为-k，截距为ln(α0-α∞)。实验中需测定t=0（混合蔗糖与HCl瞬间）的α0（或用t=0附近数据外推），以及不同时间的αt和α∞，通过线性回归求斜率即可得到k。8.电位法测定醋酸解离常数实验中，用pH计测定不同浓度HAc溶液的pH值。①实验中为何需使用标准缓冲溶液（pH4.00和pH6.86）校准pH计？②若HAc溶液浓度为c，测得pH为x，写出解离常数Ka的表达式（忽略水的解离）；③若实验中未将电极用待测液润洗，对Ka测定结果有何影响？答：①pH计的电极响应斜率（理论59.16mV/pH，25℃）可能偏离理论值，使用双标准缓冲溶液校准可校正电极斜率和零点，提高测量准确性。②HAc解离平衡：HAc⇌H++Ac-，[H+]=10^-x，[Ac-]≈[H+]，[HAc]≈c-[H+]（当c>>[H+]时可近似为c）。Ka=[H+][Ac-]/[HAc]≈(10^-x)²/(c-10^-x)，若c>>10^-x（如c≥0.01mol/L，pH≥3），则Ka≈(10^-x)²/c。③未润洗电极时，残留的蒸馏水会稀释待测液，导致[H+]测量值偏低（pH偏高），计算得到的Ka偏小。9.配位滴定法测定水的总硬度（以CaCO3计，mg/L）时，以EDTA为滴定剂，铬黑T为指示剂。①简述滴定条件（pH范围、缓冲溶液选择及作用）；②若水样中含有Fe³+干扰，应如何掩蔽？③写出总硬度计算公式（已知EDTA浓度为c，消耗体积为V，水样体积为V样）。答：①滴定条件：pH=10（氨-氯化铵缓冲溶液），在此pH下铬黑T（EBT）呈蓝色，与Ca²+、Mg²+形成红色络合物；缓冲溶液维持pH稳定，防止EDTA解离受H+影响（EDTA在pH<10时酸效应显著，降低滴定准确性）。②Fe³+会封闭EBT（使指示剂无法变色），可加入三乙醇胺（TEA）掩蔽，在pH=10条件下，TEA与Fe³+形成稳定络合物，消除干扰。③总硬度（mg/L）=c×V×M(CaCO3)×1000/V样，其中M(CaCO3)=100.09g/mol。10.电导率法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数实验中，测得不同时间t的电导率κt和t→∞时的κ∞。①为何κ∞可以用0.01mol/LNaOH溶液的电导率代替？②若实验中误将乙酸乙酯浓度配成0.021mol/L（理论0.020mol/L），对速率常数k的计算是否有影响？③写出二级反应速率常数k的表达式，并说明如何通过实验数据求k。答：①皂化反应为CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH，t→∞时，OH-完全转化为CH3COO-。由于NaOH和CH3COONa均为强电解质，且溶液中Na+浓度不变（0.01mol/L），而CH3COO-的电导率远小于OH-，因此κ∞可近似为等浓度CH3COONa溶液的电导率。实验中常用0.01mol/LNaOH溶液稀释后（如与等体积0.01mol/LCH3COONa混合）的电导率代替，或直接测定0.005mol/LNaOH的电导率（因反应初始时NaOH和乙酸乙酯浓度均为0.01mol/L，反应后体积加倍）。②无影响。二级反应速率方程为k=(1/(t(a-b)))ln(b(a-x)/(a(b-x)))，其中a、b为初始浓度。若a=b（本实验中a=b=0.01mol/L），则方程简化为k=1/(at)×(κ0-κt)/(κt-κ∞)。即使a实际为0.021/