《物理化学》实验思考题答案二

实验七十恒温水浴组装及性能测试（1）简要回答恒温水浴主要由哪些部件组成？恒温原理是什么？答：恒温水浴主要组成部件有：浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件和温度控制器。其恒温原理是通过电子继电器对加热器自动调节来实现恒温的目的。当恒温水浴因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时，继电器迫使加热器工作，到体系再次达到设定温度时，又自动停止加热。这样周而复始，就可以使体系的温度在一定范围内保持恒定。（2）恒温水浴内各处的温度是否相等？为什么？答：不相等，因为恒温水浴各处散热速率和加热速率不可能完全一致。（3）欲提高恒温水浴的灵敏度，可从哪些方面进行改进？答：欲提高恒温水浴的灵敏度，可从以下几个方面进行改进：①恒温水浴的热容量要大，恒温介质流动性要好，传热性能要好。②尽可能加快加热器与感温元件间传热的速度，使被加热的液体能立即搅拌均匀并流经感温元件及时进行温度控制。为此要使：感温元件的热容尽可能小；感温元件、搅拌器与电加热器间距离要近些；搅拌器效率要高。③作调节温度用的加热器要导热良好，热容量要小，功率要适宜。实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定（1）在KI+I2=KI3反应稳定常数测定实验中，所用的碘量瓶和滴定用的锥形瓶哪些需要干燥？哪些不需要干燥？为什么？答：配置2号液的碘量瓶需要干燥，配置1号液的碘量瓶和锥形瓶不需要干燥。因为2号液是用来测定平衡浓度的，平衡时I-的浓度是用公式平衡平衡初始＝,,,3IIIccc求得，初始的KI浓度必须准确已知，所以必须干燥。1号液是用来测I2在H2O及CCl4层中的分配系数Kd，分配系数与浓度无关，锥形瓶是滴定用的，滴定的是I2的总的物质的量，与浓度无关，因此不需干燥。（2）在反应稳定常数测定实验中，配制1、2号溶液的目的何在？答：配置1号液是用来测I2在H2O及CCl4层中的分配系数Kd，配置2号液是用来测定反应KI+I2=KI3达平衡时各物质的平衡浓度的。（3）在KI+I2=KI3反应稳定常数测定实验中，滴定CCl4层样品时，为什么要先加KI水溶液？答：硫代硫酸钠标准液与溶液中I2的反应是在水层中进行，滴定CCl4层样品的I2时，先加KI水溶液是为了加快CCl4层中的I2借助于反应KI+I2=KI3提取到水层中，有利于Na2S2O3滴定的顺利进行。实验七十九原电池电动势的测定及其应用（1）在用电位差计测量电动势过程中，若检流计的光点总是向一个方向偏转，可能是什么原因?答：根据电位差计测量电动势的工作原理图可知检流计的光点总是向一个方向偏转，即电流读数无法回零，可能有以下几个原因：①正负极反接，②工作电源电压不足，③工作回路断路。（2）用Zn(Hg)与Cu组成电池时，有人认为锌表面有汞，因而铜应为负极，汞为正极。请分析此结论是否正确?答：不正确。锌汞齐化，能使锌溶解于汞中，或者说锌原子扩散在惰性金属汞中，处于饱和的平衡状态，此时锌的活度仍等于1，因此仍然是锌为负极。（3）选择“盐桥”液应注意什么问题?答：选择“盐桥”液应注意以下几个问题：①用作盐桥的电解质正负离子的迁移速率尽可能接近，②用作盐桥的电解质不能与电池中的电解质发生反应，③盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。因此常用饱和KCl溶液作为盐桥，因为K+与Cl-的迁移数相近，当有Ag+时，用KNO3或NH4NO3饱和溶液。实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为（1）在测量前，为什么电极在进行打磨后，还需进行阴极极化处理?答：在测量前，对电极进行打磨只能去掉钝化后镍电极表面上凸起的氧化层，对凹进的部分不起作用，对电极进行阴极极化处理是对镍电极进行电化学活化，可进一步去掉钝化后镍电极表面上的氧化层，使其重新活化。（2）如果扫描速率改变，测得的E钝和i钝有无变化?为什么?答：如果扫描速率过快，即电极电势变化太快，使得电极表面来不及建立稳态就往下进行，测得的E钝和i钝会有变化。如果扫描速率过慢，测得的E钝和i钝应无太大无变，只是测量时间太长。（3）当溶液pH发生改变时，Ni电极的钝化行为有无变化?答：当溶液pH发生改变时，Ni电极的钝化行为有变化。（4）在阳极极化曲线测量线路中，参比电极和辅助电极各起什么作用？答：在阳极极化曲线测量线路中，参比电极与工作电极构成测量回路，对工作电极的电势进行测量和控制，回路中没有极化电流流过，只有极小的测量电流，不会对工作电极的极化状态、参比电极的稳定性造成干扰。辅助电极与工作电极构成极化回路，极化电路中流过极化电流，并对极化电流进行测量和控制。实验八十六Fe(OH)3溶胶的制备及其ξ电势的测定（1）电泳速度的快慢与哪些因素有关?vULKvHKLKUv答：电泳速度的快慢与溶胶的ξ电势、介质的介电常数ε、电泳仪两级间的电位差U成正比，与溶胶的黏度、电泳仪两级间的距离成反比。（2）本实验中所用稀盐酸溶液的电导率为什么必须和所测溶胶电导率相等或尽量接近?答：在电泳仪两极间接上电位差U(V)后，当辅助液的电导率与溶胶的电导率相差很小时，相距为L（m）的两极间的电位梯度平均值H(V·m-1)为：LUH/（2）如果辅助液的电导率κ0与溶胶的电导率κ相差较大，则在整个电泳管内的电位降是不均匀的，这时需用下式求H：KKLLLUH0（3）式中LK为溶胶两界面距离。为了操作简便，电泳实验中通常使用与溶胶电导率相同的辅助液。（3）在电泳测定中如不用辅助液体，把电极直接插入溶胶中会发生什么现象?答：不用辅助液，而将电极直接插在溶胶中的做法是错误的，因为溶胶电泳的同时，也在电解水，负极发生还原反应产生氢气和氢氧根，会使Fe(OH)3溶胶聚沉，生成红棕色沉淀，干扰了主现象电泳的观察。