2011级物理化学实验试卷-A

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广西师范大学全日制普通本科课程考核试卷

（2013 —2014 学年第 一 学期）

课程名称：物理化学实验 课程序号：ZB092041-2 开课学院：化学与药学学院 任课教师：董家新 等 年级、专业：2011级化学、应化 试卷序号：A卷 考试时间：120分钟 考核方式：闭卷 ? 开卷 □ 实验操作 □ 题号 一 二 三 总分 统分人签字 满分 30 14 56 100 得分 得 分 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个最符合题目要求，

评卷人 请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1. 实验室内因用电不符合规定引起导线及电器着火，此时应迅速 ( ) (A) 首先切断电源，并用任意一种灭火器灭火 (B) 切断电源后，用泡沫灭火器灭火 (C) 切断电源后，用 CO2 灭火器灭火 (D) 切断电源后，用水灭火 2. 下列实验中哪些实验需要使用温度分辩率为0.001K的温度计 ( ) (1) 恒温水浴性能测试；(2) 水的饱和蒸汽压测定；(3) 双液系相图测定；(4) 金属相图测定；(5) 磁化率测定；(6) 燃烧热测定

(A) (1) (2) (B) (1) (6) (C) (5) (6) (D) (3) (4)

3. 温度的测量原理是下列哪个热力学基本定律 ( ) (A) 热力学第零定律 (B) 热力学第一定律 (C) 热力学第二定律 (D) 热力学第三定律 4. 用电导法可以测量下列哪种溶液的电离平衡常数 ( ) (A) H2SO4(稀) (B) CH3CH2OH (C) CH3COONa (D) CH3COOH 5. K4Fe(CN)6·3H2O 在磁场下称重，其质量比无磁场时 ( ) (A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 不能确定

6. 具有永久磁矩μm的物质是 ( ) (A) 铁磁性物质 (B) 反磁性物质 (C) 顺磁性物质 (D) 共价络合物

7. 在燃烧热实验中，某同学误将压制好的样品弄混，将萘当作苯甲酸来测试，则将造成所测的热量计的热容值与实际值相比 ( ) (A) 偏大 (B) 偏小 (C) 无明显影响 (D) 不清楚

8．对于理想双液系，溶液的沸点 ( )

教研室主任 (签字)： 分管教学学院领导(签字)：

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√

(A) 介于两纯物质沸点之间 (B) 低于两纯物质的沸点 (C) 高于两纯物质的沸点 (D) 以上三种情况都有可能

9．电导率仪在用来测量电导率之前，必须进行 ( ) (A) 零点校正 (B) 满刻度校正 (C) 定电导池常数 (D) 前面三种都需要 10．在燃烧热测定实验中，按下点火按钮后数分钟，温度计读数未见明显升高，下列原因中哪项不属于可能的因素 ( ) (A) 未充氧气或者氧弹未密封好，漏气 (B) 点火丝未连接好，或者点火丝与坩埚壁接触，短路 (C) 温度探头忘记插进内桶 (D) 氧弹内未放水

11．开启气体钢瓶的操作顺序中可能有：(1) 顺时针旋紧减压器旋杆； (2) 反时针旋松减压旋杆；(3) 观测低压表读数；(4) 观测高压表读数； (5) 开启高压气阀。其正确的操作顺序是 ( ) (A) 5─4─3─1 (B) 2─5─4─1─3 (C) 1─5─4─2─3 (D) 2─5─1

12. 纯液体饱和蒸汽压实验的测定中，实验室的大气压力为100.50 kPa，当B、C管中的液面等高时测得精密数字压力计的读数为-80.20 kPa，则该温度下该液体的饱和蒸汽压为 ( ) (A) 180.70 kPa (B) 100.50 kPa (C) 20.30 kPa (D) 80.20 kPa

13．使用阿贝折光仪测定折光率时，下面哪些操作是错误的 ( ) (A) 用擦镜纸将镜面擦干，取样管垂直向下将样品滴加在镜面上，注意不要有气泡，然后将上棱镜合上，将光源推至远离棱镜位置 (B) 旋转刻度调节手轮，使目镜中出现明暗面（中间有色散面） (C) 旋转色散调节手轮，使目镜中色散面消失，出现半明半暗面 (D) 旋转刻度调节手轮，使分界线处在十字（X）相交点处，读取样品的折光率 14. 对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体，通过下列哪种作图法可获得一直线

( )

(A) ln(p/Pa) ~T (B) ln(p/Pa) ~ln(T/K) (C) 1/p ~ ln(T/K) (D) ln(p/Pa) ~1/T 15．铁氰化钾在玻碳电极上的循环伏安法实验中，所使用的参比电极为 ( ) (A) 玻碳电极 (B) 铂片电极 (C) 饱和甘汞电极 (D) 金电极 二．填空题（本题7小题，每空1分，共14分）

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1． 在测定水的饱和蒸气压实验中，使用了克–克方程，其基本假设有：

(1) ?VapHm在实验温度范围内为常数；(2) 气液两相平衡时 Vm(g)－Vm(l)≈Vm(g)，即凝聚相的体积可以忽略不计；(3) 气相为理想气体；

为了准确测得水的饱和蒸气压，在测量之前，必须先将平衡管中：空气排尽 实验过程中，若精密数字压力计的读数越大，则气液平衡时，体系的温度：越低 2．纯液体饱和蒸汽压的测定中，判断体系不漏气的依据是：压力表读数在-53~-67 kPa之间关闭抽气阀，若精密数字压力计读数基本保持不变，则认为体系不漏气。 3．在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热（Qv），在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Qp）之间的关系是 Qp= Qv+?nRT 。其中?n的意义是生成物与反应物中气态物质的物质的量的差值。

4．用机械真空泵抽空体系，抽气完毕后，在停泵以前必须使泵与 大气 相通。若仍与体系相通，则停泵后将发生 倒灌 。

5．电化学三电极体系中辅助电极（对电极）的主要作用为与工作电极构成一个电流回路 。

6．通常用来标定燃烧热量计的热容量的物质是 苯甲酸 。

7．铁氰化钾在玻碳电极上的循环伏安图中，Epa表示氧化峰电位，Epc表示还原峰电位 。 三．简答题（本大题共7小题，每小题8分，共56分） 1． 正常沸点与沸腾温度有何区别？

正常沸点：当外压力1大气压时的沸腾温度称为液体的正常沸点。

沸腾温度：当液体的蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾，此时的温度称为沸腾温度。区别是外压不一定相同。（8分）

2．质量相等，Sn含量不同的Sn-Pb混合物，它们的步冷曲线的斜率、出现水平段的温度及水平段长短与哪些因素有关？

答：步冷曲线的斜率受体系的热容、相变热及保温功率等因素影响（3分）。纯金属在熔点时出现水平段，混合物在低共熔点时出现水平段（2分）；水平段的长短与保温功率、散热速度及相变热等因素有关（3分）。

3. 简述可以采取哪些措施提高燃烧热测量实验的准确性。

答：可通过以下措施：(1) 确保每次加入到内桶中的水的质量相等；(2) 提高样品的纯度；(3) 采用高纯氧气；(4) 采用必要措施使样品完全燃烧；(5) 对氧弹中的溶液进行滴定分析，考虑生成硝酸对实验结果的影响；(6) 精确计量点燃样品所消耗的电能，并在结果分析中扣除其影响；(7) 多次重复实验。（每答对1项措施得2分，答对4项以上措施者得全分）

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4. 在测定环己烷—乙醇的气—液平衡相图实验中，样品的加入量需要很精确吗？为什么？

答：不需要（3分）。因为气相及液相的组成是通过测定其折光率，然后从已知的折光率—组成工作曲线上查出来的，而不是通过加入的样品量来计算。（5分）

5. 电导法测定乙酸的电离常数实验中为什么要测定水的电导率？

答：实验中测得的KCl和乙酸溶液的电导率值实际上应是电解质与水的电导率之和（4分），因此应测定水的电导率并将其扣除，才能得到电解质的真实电导率值（4分）。

6. 在饱和蒸气压的实验中何时读取压力计的读数？所得的数据是否就是被测液体的饱和蒸气压？

答：当调节使平衡管中ac段间气体压力达到饱和蒸气压力后（即液体沸腾后），再调节b、c液面相平，当b、c液面相平时即可读取数显压力计的读数，（4分）所读取的读数不是待测液体的饱和蒸气压，（2分）待测液体的饱和蒸气压应为：P饱=P大气压-|P读数|。（2分）

7. 采用Gouy法测定配合物的磁化率时，每个实验小组始终只能使用同一支试管进行测定的原因是什么？

答：实验数据的处理中要用到空试管在外磁场中的质量以及空试管没有外磁场时的质量（4分），所以不便随意更换试管，否则将增大实验的误差，同时也会延长实验操作的时间（4分）。 1． 恒温槽内各处温度是否相等？为什么？ 答：恒温槽内部各处的温度是不相等的（2分），存在温度梯度，加热器处的温度最高，离加热器越远的位置温度越低（3分）。为了减少这种温度梯度，必须加速恒温槽内恒温介质的流动，因此恒温槽都有高速搅拌的搅拌器。（3分）

2．为什么在不同组分熔融液的步冷曲线上，最低共熔点的水平段长度不同？

答：对于不同组成的混合物的步冷曲线，其平台的长短不同，因为：当有固相析出时，放出相变热，因而步冷曲线发生折变，水平线段的长短，取决于放出相变热的多少，（4分）如大量固体析出，则可在最低共熔点时持续更长的时间，二组分体系平台的长度和低共熔点混合物的量成正比，（2分）体系的组成越接近最低共熔物的组成则析出低共熔物的量越多，则水平线段越长，要得到比较准确的曲线图，则要控制冷却速度。（2分）

3. 燃烧量热实验中，内筒中的水温应如何选择？为什么？ 答：内筒中的水吸收样品产生的热量会升高1~1.4K。（2分）如果内筒的水温开始比外筒的高，则内外筒的温差会越来越大。温差越大，实验的基线越斜率越大，实验的误差越大。（3分）为减少实验误差，可让内筒的水温比外筒低0.7 K～1K 左右，这样可使实验前后的内外桶温差最小。（3分）

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4. 只用精馏的方法，能否从90%的乙醇水溶液中分离出98%的乙醇？请画出乙醇–水的气液平衡相图并解释原因。 答：不能。（2分）因为水和乙醇会形成最低恒沸混合物，乙醇的浓度是95%，所以精馏90%的乙醇，只能得到95%的乙醇。（3分）

7. 电化学实验为什么通常采用三电极体系？ 答：两电极体系很难测量工作电极的电极电势。（1分）引入三电极体系，工作电极和参比电极构成一个不通或基本少通电的体系，利用参比电极电位的稳定性来测量工作电极的电极电势。（3分）工作电极和辅助电极构成一个通电的体系，用来测量工作电极通过的电流。利用三电极两体系，来同时研究工作电极的电位和电流的关系。

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