化学反应摩尔焓变的测定 下载本文

0.1mol·L-1Na2S溶液,有何现象发生?往另一试管中加入少量0.1mol·L-1KMnO4溶液,并用3 mol·L-1的H2SO4酸化。然后往上述2支试管中各加入少量3%H2O2溶液,摇匀。仔细观察现象,并解释之。

②H2O2与KIO3的溶液的摇摆反应。取10mL试液(Ⅰ),倒入50ml烧杯中。然后加入试液(Ⅱ)和试液(Ⅲ)各10ml,搅拌均匀,观察溶液颜色的反复变化[5]。写出反应式。解释现象。

4.电化学腐蚀及其防止 (1)宏电池腐蚀

①往表面皿(其中放一小片滤纸)上滴4~5滴自己配制的腐蚀液[6],然后取1枚小铁钉,在铁钉一端紧绕一根铜丝,将其置于表面皿滤纸上,并浸没在上述溶液中。经过一定时间后观察有何现象发生。简单释之。

②往盛有0.1mol·L-1HCl溶液的试管中,加入1小片纯锌,观察有何现象。插入1根粗铜丝,并与锌片接触,观察前后现象有何不同。简单解释之。

(2)差异充气腐蚀 取马口铁(镀锡铁)和白铁(镀锌铁)各一片,用锉刀在上面锉开镀层,各滴上1~2滴自己配制的腐蚀液,观察现象。静置约20~30min后,再仔细观察液滴不同部位所产生的颜色。简单解释之。

(3)金属腐蚀的防止

①缓蚀剂法。在两支试管中,各放入1枚无锈或已经去锈的铁钉,并向其中的1支试管中再加入数滴20%乌洛托品。然后各加入2ml 0.1mol·L-1盐酸和几滴0.1mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液(两支试管中各溶液的用量应相同)。观察、比较两支试管中现象有何不同。为什么?

②阴极保护法。将一条滤纸碎纸片置于表面皿上并用自己配制的腐蚀液润湿。

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将两枚铁钉隔开一段距离放置于已湿润的滤纸碎片上,并分别与铜锌电池(由实验内容1提供)正、负极相连。静置一段时间后,观察有何现象,并解释。 注释:

[1]反应过程中,溶液的颜色会发生依次为无色一琥珀色一蓝色的反复变化。 [2]将2g琼胶和30gKCl溶于100mL水中,加热煮沸后,趁热倒入U形管中,冷却后,即为“盐桥”。不用时,可将U形管倒置,使管口浸在饱和KCl溶液中。

[3]欲使琥珀色明显,丙二酸的用量可适当中大。

[4]严格讲,电池电动势与电极电势应采有“对消法”,用电位差计进行测量,但因酸度计具有较高的输入阻抗(1012?),故测定结果接近电动势。

[5]该反应可在大试管或量筒中进行。可沿器壁慢慢倒入试液(Ⅰ)、(Ⅱ)(Ⅲ),不要搅拌(尽量不使混匀),使溶液分层。观察反应的进行。

[6]腐蚀液的配制:往试管中加入1ml0.1mol·L-1NaCl和1滴0.1mol·L-1

K3[Fe(CN)]6及一滴1%酚酞溶液。保留此溶液供下面(2)、(3)使用。 五、思考题

1.了解原电池的电极名称及其相互连接方法。

2.在铜锌原电池中,往正极或负极分别加入OH-(aq)、或NH3(aq)时,原电池的电动势将如何变化?为什么?

3.介质的酸性强弱对KCIO3和KMnO4的氧化性有何影响? 4.在酸性介质中,H2O2与KI和KMnO4的反应有何不同?

5.用腐蚀液在铁片上进行差异充气腐蚀实验时,溶液中央是阴极还是阳极?将显什么颜色?液滴周围又将如何?

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实验三 醋酸解离度和解离常数的测定

一、试验目的

1.了解PH法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法;

2.学习并掌握酸度计的使用方法,练习滴定管和移液管的基本操作。 二、实验原理

醋酸CH3COOH(HAc)在水中是弱电解质,存在着下列解离平衡:

HAc(aq)+H2O(l)

可简写为

HAc(aq)

其解离常数为

Ka(HAc)=

H+(aq)+Ac- (aq)

H3O+(aq)+Ac-(aq)

?ceq(H?)/c???ceq(Ac?)/c??/c??c(HAc)eq?

如果HAc的起始浓度为c0,其解离度为a,由于ceq(H+)=ceq(Ac-)=c0a,代入上式,得:

Ka(HAc)=(c0a)2/(c0-c0a)c

=c0a2/(1-a)c

?

?

某一弱电解质的解离常数ka仅与温度有关,而与该弱电解质溶液的浓度无关;

其解离度a则随溶液浓度的降低而增大。可以有多种方法用来测定弱电解质的a和Ka,本实验采用pH法测定HAc的a和Ka。

在一定温度下,用pH计(酸度剂)测定一系列已知浓度的HAc溶液的pH值,按Ph=-lg{c(H+)/c

?}换算成c(H+)/c

?。根据ceq(H+)=c0a,即可求得一系

列对应的HAc的解离度a和c0a2/(1-a)c○值。这一系列c0a2/(1-a)c○值应近似

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为一常数,取其平均值,即为该温度时HAc的解离常数Ka。

另一种测定Ka的简单方法是根据缓冲溶液的计算公式。

pH=pKa-lg{ceq(HAc)/ceq(Ac-)}

若ceq(HAc)= ceq(Ac-),则上式简化为:

pH=pKa

由于

Pka=-lgKa

因而如果将HAc溶液分为体积相等的两部分,其中一部分溶液用NaOH溶液滴定至终点(此时HAc即几乎完全转化为Ac-),再与另一部分溶液混合,并测定该混合溶液(即缓冲溶液)的pH值,即可得到HAc的解离常数。测定时无需知道HAc和NaOH溶液的浓度。

三、实验用品 1.仪器与材料

pH计(附玻璃电极和甘汞电极或复合电极),烧杯(100ml,5只),锥形瓶(250ml,3只),铁架台,移液管(25ml,2只),洗耳球,滴定管(50ml,酸式,碱式各一支),滴定管(附蝴蝶夹),玻棒,温度计(0~100℃)一支。

2.试剂

醋酸HAc(0.1mol/L),标准NaOH溶液(0.1mol/L,用邻苯二甲氢酸钾标定),酚酞(1%)。

四、实验步骤

根据具体的实验条件任意选择一种方法测定HAc的解离度a和解离常数Ka,若有可能,完成全部实验内容并将各种测定值与文献值作比较。

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