物化实验思考题汇总-(2)

一、原电池电动势的测定1、对消法测量电动势的主要原理是什么？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，即在无电流或极微弱电流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反应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。2、若检流计光点总往一个方向偏转，这可能是什么原因？在测量电池电动势过程中,若检流计光点总往一个方向偏转,说明达不到补偿,其原因可能是:①被测电动势高于电位差计的量限;②工作电池无电动势输出,或工作电池输出的电动势低于规定值;③工作电流回路中有断路;④被测电池,标准电池或过做电池的极性接反.3.盐桥的概念及作用，选择盐桥中的电解质,需考虑哪几个条件答：盐桥（3mol/L或饱和氯化钾、硝酸钾、硝酸铵）是一个隔开半电池的液体部分而维持电的（离子的）通道的简单装置。盐桥的作用：降低液接电势和使两种溶液相连构成闭合电路，以保证电池的可逆性。①正负离子的迁移速度接近或相等;②不与被测溶液发生反应,不干扰被测反应;③溶液浓度要高或饱和.④盐桥中电解质不含有被测离子。4.为什么用伏特表不能准确测定电池电动势?答：因为当把伏特计与电池接通后，由于电池放电，不断发生反应，有电流流出，电池中溶液的溶度不断变化，因而电动势也会有变化。另外，电池本身有内阻，所以用伏特计所测量出来的只是两极间的电势差，而不是电池的电动势。只有在没有电池流过时，测出的电势差才是电池的电动势。5.参比电极应具备什么条件？它有什么功用?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。6.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。7.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，未校正；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。8.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。9、实验中使用氯化钾，可以用氯化钠吗？由于氯化钾溶解度高，饱和盐桥中离子浓度远大于氯化钠，离子浓度大有利于离子的移动。10、为什么使用甘汞电极，不使用氢电极？使用氯电极条件要求苛刻，难于实现，而甘汞电极是制备简单，电势稳定的可逆电极，故作为参考电极来代替氢电极。11、①测定装置：UJ-25型高电势电势差计，检流计，标准电池，待测电动势，工作电池。②电极电势的大小决定于电极的性质和溶液中有关离子的活度。12、什么是标准电池，标准电池的使用条件，使用标准电池时，应注意哪些？标准电池是将化学能转换成电能，能复现并保存电压单位伏特的量值的标准量具。①标准电池不允许倾斜，更不允许摇晃和倒置，否则会使玻璃管内的化学物质混成一体，从而影响电动势值和稳定性，甚至不能使用。凡运输后的标准电池必须静置足够时间后才能再用；凡被颠倒过的电池经考核合格后方可使用。②不能过载。标准电池一般仅允许通过小于1μA的电流，否则会因极化而引起电动势不稳定；流过标准电池的电流不能超过允许值；不要用手同时触摸两个端钮，以防人体将两极短路；绝不允许用电压表或万用表去测量标准电池的电动势值，因为这种仪表的内阻不够大，会使电池放电电流过大。③使用和存放的温度、湿度必须符合规定。温度波动要小，以防滞后效应带来误差。温度梯度要小，以防两电极温度不一致，若两极间温度差为0.1℃，则会有约30pV的电动势偏差。因此，电池附近不能有冷源、热源，移动到新温度下时必须保持恒温一段时间后方可使用。④不应受阳光、灯光直射。因为标准电池的去极化剂硫酸亚汞是一种光敏物质，受光照后会变质，将使极化和滞后都变得严重。⑤标准电池的极性不能接反。由于齐纳二极管的端电压与反向电流在小范围内的波动几乎无关，也可将其作为电动势标准，用于仪器中，代替标准电池13、电位差计、标准电池、检流计及工作电池的作用各是什么？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，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。注意事项：制备盐桥时不能有气泡；铜片和锌片要充分打磨，将氧化膜除去；测定时，铜片和锌片浸入溶液中的表面积要相等；标准氢电极不能轻易移动；测定前，检流计要先调零；电势差计用完后要调到断。结果讨论:由实验所得结果计算锌电极和铜电极的标准电极电势,较手册所给偏小,这可能是因为:1.标准电池长期使用后其电动势已变动,但未校正.2.用电位计测电池电动势时,每测一次前都需用标准电池校正,否则因工作电池的放电而改变了工作电流,致使电位计上的刻度不等于实际的电位值.3.测电动势最好应在恒温条件下进行,但目前尚无这样的条件.4.制备电极时如电流密度过大,镀液有误或镀前电极表面未经洁净处理会使镀层粗糙而易于剥落,致使电极电位有所改变而影响所测的电动势值.二、蔗糖水解反应速度常数的测定1.为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点答:主要是因为蒸馏水没有旋光性,其旋光度为零,其次是因为它无色透明,方便可得,化学性质较为稳定，实验中的蔗糖溶液也是用蒸馏水配制的。2.在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正，它对旋光度的精确测量有什么影响，在本实验中若不进行校正对结果是否有影响答:旋光仪由于长时间使用,精度和灵敏度变差,故需要对零点进行校正.若不校正会使测量值的精确度变差,甚至产生较大的误差.本实验数据处理时,用旋光度的差值进行作图和计算,仪器精度误差可以抵消不计,故若不进行零点较正,对结果影响不大.3.为什么配置蔗糖溶液可用上皿天平称量答:蔗糖水解为一级反应,由公式ln(φt-φ∞)=-(k/2.303)tlg(φt-φ∞)可知反应物起始浓度不影响反应速度常数,同时，t1/2=ln2/k,知半衰期也与反应起始浓度无关；又因为蔗糖浓度大用量较多,量值的有效数字位数较多,故不需要精确称量,只要用上皿天平称量就可以了.4.溶液的旋光度与哪些因素有关？溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关。5.在蔗糖水解过程中，为什么要加入盐酸溶液？答：因为蔗糖在纯水中反应较慢，所以通常在酸的催化下进行。6.在混合蔗糖溶液和HCl溶液时，是将HCl溶液加人到蔗糖溶液中．可否把蔗糖溶液加到HCl溶液中，为什么?答：不能，因为这样的话，反应开始时Hcl过量，会加快蔗糖的水解，影响磁测量结果。7.测定最终旋光度时，为了加快蔗糖水解进程，采用60℃左右的恒温使反应进行到底，为什么不能采用更高的温度进行恒温？答：温度过高，会发生副反应，而且蔗糖可能会蒸发，使蔗糖溶液的浓度发生改变，影响测量结果。8.为什么要注意旋光管装液的问题，使之不产生气泡？答：因为有气泡存在，会影响旋光度的测定，是旋光度下降。9.测定最终旋光度时，为什么蔗糖和盐酸混合液要在温度50℃--60℃下恒温50分钟？答：在该温度下，蔗糖反应速度较快，而且不会发生副反应。但是要测定其极限旋光度时要将溶液的温度降至室温。11.一级反应有哪些特征？①k的数值与浓度无关,量纲:时间-1,常用单位1s,1min等.②半衰期与反应物起始浓度无关.③以cln对t作图应得一直线,斜率为k,截距为B.由此可用作图法求得直线斜率,计算反应速度常数=k斜率12.盐酸滴到一半开始计时准确吗？答：准确，因为该实验只要所测浓度与实践一一对应即可。13.为什么蔗糖水解过程中，其旋光度不断减少？答：蔗糖是右旋的（+66.6。）。反应产生了两种具有旋光度不同的有机物，即葡萄糖是右旋的(+52.5。)，果糖是左旋的（-91.9。），而且果糖的旋光度的数值比葡萄糖的旋光度大。14.配制蔗糖溶液时称量不够准确或实验收所用蔗糖不纯对实验有什么影响？答：当Hl溶液的浓度过大时，蔗糖水解速度的测量结果会偏大；但如果是蔗糖的浓度则不影响LnC=-kt=LnC0的斜率，因而对K的测量无影响。对于一级反应的半衰期（t1/2=0.6931/k）也无影响。15.在测量蔗糖盐酸水溶液t时刻对应的旋光度时，能否像测纯水的旋光度那样，重复测三次后，取平均值？答：不能，因为随着时间的改变，溶液中的成分也发生着变化，不同的时刻，溶液的旋光度是不一样的。16、该反应按一级反应进行的条件是什么?答：为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应在酸性介质中进行。由于反应中是大量存在的，尽管有部分水分子参加了反应但仍可近似的认为整个的反应中水的溶度是恒定的。而H+是催化剂，其溶度也保持不变。在此条件下蔗糖转化可视为一级反应。17、可不可以用阿贝斯折射仪来测？答：不可以，因为反应时刻进行着，特定时间的旋光度一定，用阿贝斯折射仪来测需要时间，而且操作相对复杂，会给实验带来较大误差。注意事项：蔗糖溶液和盐酸混合时要迅速，同时要打开秒表计时；装上溶液后的样品管内不能有气泡产生，样品管要密封好，不要发生漏液现象；样品管洗涤及装液时要保管好玻璃片和橡胶垫圈，防止摔碎和丢失；配置蔗糖溶液时要注意使蔗糖固体全部溶解，并充分混匀溶液；测定A无穷时，要注意被测样品在58度条件恒温40min，冷至室温再进行测定；必须对旋光仪调整校正，若调不到零，需要进行数据校正。讨论与说明:1.蔗糖水解在酸性介质中进行,H+为催化剂,故反应是一复杂反应,反应的计算方程式显然不表示此反应的机理反应并不是因为水的浓度变化可忽略而视为一级.本反应视为一级反应完全是实践得出的结论.2.速度常数k与浓度有关,所以酸的浓度必须精确,以保证反应体系中H+浓度与实验要求的相一致.3.温度对速度常数k的影响不容忽视,在测定tα时,每测完一次,将旋光管置于25°C的恒温槽水浴中恒温,待下次测量时拿出.4.在放置旋光管上的玻璃片时,将玻璃盖片沿管口轻轻推上盖好,再旋紧套盖,勿使其漏水或产生气泡.5.旋光仪使用中,若两次测定中间间隔时间较长,则应切断电源,让灯管休息一会,在下次使用提前10分钟再开启.6.对三分视野的明暗判断影响实验值的精度,因此要求判断时尽可能作到快而准.三、最大气泡法测定溶液的表面张力1、表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定？温度变化对表面张力有何影响？为什么？答：液体的表面张力与温度有关，因为温度引起表面自由能的变化，从而引起表面张力的变化，温度越高，液体分子间引力减弱，同时其共存蒸气的密度加大，表面分子受到液体内部分子的引力减小，受到气相分子的引力增大，表面张力越小，温度越高，则曲率半径大，附加压力就小，读出来的数据不是最大压差。2、本实验为什么选用酒精压力计而不用水银温度计？答：因为酒精的密度比较小，液面差较大，灵敏度大，且无毒。3.为什么抽气不能太快？解：若抽气速度太快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定；亦使U型压力计中的酒精所处的位置相对不稳定，来回速度跳动，致使读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差。4、在表面张力测定的实验中，为什么毛细管尖端应平整光滑？气泡形成半球形时曲率半老徐娘和毛细管半径相等达最小值，附加压力达最大值，由公式可求出被测液体的表面张力。故为得以半球形气泡，毛细管尖端应平整光滑。5.本实验中为什么要读取最大压力差？为了保证每次读压力差对应大小相同气泡，用最大气泡法测定溶液表面张力时，要从与液面相切得毛细管口鼓出气泡，需要高于外部大气压的附加压力。根据表面张力的计算公式：△Pmax=△Hmax·ρ·g=2σ/r知，要测定溶液表面张力，就要知道最大压力差。气泡刚形成时，由于表面