1. 在毛细管法中,为什么要求两种不同液体所加体积相等
毛细管法
液体黏度与哪些因素有关?
本实验采用了怎样的测量方法?
你还知道哪些测量黏度的方法?
实验时,为何要保证所取两种液体的体积相等?
毛细管法
首先学习移液管的使用方法;用蒸馏水清洗移液管,再用移液管将6ml的蒸馏水注入黏度计右管中,然后将蒸馏水吸至左管且使液面高于C刻痕以上。吸的过程中要缓慢仔细,以防气泡混入毛细管,最后将左管上端橡皮管用手捏住;
使黏度计保持竖直位置,然后放开手,当液面降至C刻痕时揿下秒表,记下液面自C降到A所用时间t1,并重复五次取t1的平均值;
将水倒出并用酒精洗涤黏度计(特别是毛细管部分),洗涤后的酒精倒入指定容器中,然后用移液管将6.00ml的酒精注入黏度计右管中,重复上述步骤,测出酒精液面自C降到A所用的时间t2,重复测5次;
实验过程中要观察温度的变化和记录温度T。用密度计测量水的密度,并分别从附表中查得酒精的密度和水的黏度;
求酒精的黏度η2及其不确定度
注意事项
实验中吸取水和酒精的体积必须保持相同。
在计时过程中,当液面下降至A处时,因管半径变小而流速增大,应及时准确地揿下秒表。
水与酒精两根移液管不能搞错。在取放移液管时,应小心轻放,用毕要放入指定的容器内,特别注意不能弄脏,以免污染整瓶液体而影响实验。
学生做实验时经常出现的问题
用千分尺测量时,一直用旋转外套筒来移动螺杆,不会或忘记使用棘轮。
落球法测量中选用的小球的直径差别较大,要求每位同学所用的小球的直径差别在1%以内。
很多同学判断落球法测量中对小球开始作匀速运动的区域的方法不合理,也很耗时间,这部分内容改为选做。具体实验时:计时开始的位置可选在油面下约10cm的地方。
实验测量中所选的小球下落距离 l 太短,应合理地选得长一些。(为什么要选得长一些?怎么理解这里的“合理”?)
密度计读数之前,请先看标尺上下两端的刻度,确定每个刻度的值,结果中要包含一位估读位。从液面下方读数,估读最小分度的1/5或1/2。
温度计读数也要注意有效数字,须估读一位。
用钢尺测量长度,只记录一个值,这是错的。应该记录首末两端的读数。
思考题
2. "蒸馏"是什么有什么用途
蒸馏
distillation
利用液体混合物中各组分挥发度的差别,使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝,从而实现其所含组分的分离。是一种属于传质分离的单元操作。广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。
其原理以分离双组分混合液为例。将料液加热使它部分汽化,易挥发组分在蒸气中得到增浓,难挥发组分在剩余液中也得到增浓,这在一定程度上实现了两组分的分离。两组分的挥发能力相差越大,则上述的增浓程度也越大。在工业精馏设备中,使部分汽化的液相与部分冷凝的汽相直接接触,以进行汽液相际传质,结果是汽相中的难挥发组分部分转入液相,液相中的易挥发组分部分转入汽相,也即同时实现了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。
工业蒸馏的方法有:①闪急蒸馏。将液体混合物加热后经受一次部分汽化的分离操作。②简单蒸馏。使混合液逐渐汽化并使蒸气及时冷凝以分段收集的分离操作。③精馏。借助回流来实现高纯度和高回收率的分离操作 ,应用最广泛。对于各组分挥发度相等或相近的混合液,为了增加各组分间的相对挥发度,可以在精馏分离时添加溶剂或盐类,这类分离操作称为特殊蒸馏,其中包括恒沸精馏、萃取精馏和加盐精馏;还有在精馏时混合液各组分之间发生化学反应的,称为反应精馏。
2.3.1 基本原理
液体的分子由于分子运动有从表面溢出的倾向。这种倾向随着温度的升高而增大。如果把液体置于密闭的真空体系中,液体分子继续不断地溢出而在液面上部形成蒸气,最后使得分子由液体逸出的速度与分子由蒸气中回到液体的速度相等,蒸气保持一定的压力。此时液面上的蒸气达到饱和,称为饱和蒸气,它对液面所施的压力称为饱和蒸气压。实验证明,液体的饱和蒸气压只与温度有关,即液体在一定温度下具有一定的蒸气压。这是指液体与它的蒸气平衡时的压力,与体系中液体和蒸气的绝对量无关。
将液体加热,它的蒸气压就随着温度升高而增大,当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力(通常是大气压力)相等时,就有大量气泡从液体内部逸出,即液体沸腾,这时的温度称为液体的沸点。显然沸点与所受外界压力的大小有关。通常所说的沸点是在0.1MPa压力下液体的沸腾温度。例如水的沸点为100℃,即是指在0.1MPa压力下,水在100℃时沸腾。在其它压力下的沸点应注明压力。例如在85.3KPa时水在95℃沸腾,这时水的沸点可以表示为95℃/85.3KPa。
将液体加热至沸腾,使液体变为蒸气,然后使蒸气冷却再凝结为液体,这两个过程的联合操作称为蒸馏。很明显,蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来,也可将沸点不同的液体混合物分离开来。但液体混合物各组分的沸点必须相差很大(至少30℃以上)才能得到较好的分离效果。在常压下进行蒸馏时,由于大气压往往不是恰好为0.1MPa,因而严格说来,应对观察到的沸点加上校正值,但由于偏差一般都很小,即使大气压相差2.7KPa,这项校正值也不过±1℃左右,因此可以忽略不计。
将盛有液体的烧瓶放在石棉网上,下面用煤气灯加热,在液体底部和玻璃受热的接触面上就有蒸气的气泡形成。溶解在液体内的空气或以薄膜形式吸附在瓶壁上的空气有助于这种气泡的形成,玻璃的粗糙面也起促进作用。这样的小气泡(称为气化中心)即可作为大的蒸气气泡的核心。在沸点时,液体释放大量蒸气至小气泡中,待气泡的总压力增加到超过大气压,并足够克服由于液柱所产生的压力时,蒸气的气泡就上升逸出液面。因此,假如在液体中有许多小空气或其它的气化中心时,液体就可平稳地沸腾,如果液体中几乎不存在空气,瓶壁又非常洁净光滑,形成气泡就非常困难。这样加热时,液体的温度可能上升到超过沸点很多而不沸腾,这种现象称为“过热”。一旦有一个气泡形成,由于液体在此温度时的蒸气压远远超过大气压和液柱压力之和,因此上升的气泡增大得非常快,甚至将液体冲溢出瓶外,这种不正常沸腾的现象称为“暴沸”。因此在加热前应加入助沸物以期引入气化中心,保证沸腾平稳。助沸物一般是表面疏松多孔、吸附有空气的物体,如碎瓷片、沸石等。另外也可用几根一端封闭的毛细管以引入气化中心(注意毛细管有足够的长度,使其上端可搁在蒸馏瓶的颈部,开口的一端朝下)。在任何情况下,切忌将助沸物加至已受热接近沸腾的液体中,否则常因突然放出大量蒸气而将大量液体从蒸馏瓶口喷出造成危险。如果加热前忘了加入助沸物,补加时必须先移去热源,待加热液体冷至沸点以下后方可加入。如果沸腾中途停止过,则在重新加热前应加入新的助沸物。因为起初加入的助沸物在加热时逐出了部分空气,再冷却时吸附了液体,因而可能已经失效。另外,如果采用浴液间接加热,保持浴温不要超过蒸馏液沸点20ºC,这种加热方式不但可以大大减少瓶内蒸馏液中各部分之间的温差,而且可使蒸气的气泡不单从烧瓶的底部上升,也可沿着液体的边沿上升,因而可大大减少过热的可能。
纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点,但是具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物,因为某些有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混和物,它们也有一定的沸点。不纯物质的沸点则要取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用。假如杂质是不挥发的,则溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高(但在蒸馏时,实际上测量的并不是不纯溶液的沸点,而是逸出蒸气与其冷凝平衡时的温度,即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点)。若杂质是挥发性的,则蒸馏时液体的沸点会逐渐升高或者由于两种或多种物质组成了共沸点混合物,在蒸馏过程中温度可保持不变,停留在某一范围内。因此,沸点的恒定,并不意味着它是纯粹的化合物。
蒸馏沸点差别较大的混合液体时,沸点较低者先蒸出,沸点较高的随后蒸出,不挥发的留在蒸馏器内,这样,可达到分离和提纯的目的。故蒸馏是分离和提纯液态化合物常用的方法之一,是重要的基本操作,必须熟练掌握。但在蒸馏沸点比较接近的混合物时,各种物质的蒸气将同时蒸出,只不过低沸点的多一些,故难于达到分离和提纯的目的,只好借助于分馏。纯液态化合物在蒸馏过程中沸程范围很小(0.5~1℃)。所以,蒸馏可以利用来测定沸点。用蒸馏法测定沸点的方法为常量法,此法样品用量较大,要10 mL以上,若样品不多时,应采用微量法。
蒸馏操作是化学实验中常用的实验技术,一般应用于下列几方面:(1)分离液体混合物,仅对混合物中各成分的沸点有较大的差别时才能达到较有效的分离;(2)测定纯化合物的沸点;(3)提纯,通过蒸馏含有少量杂质的物质,提高其纯度;(4)回收溶剂,或蒸出部分溶剂以浓缩溶液。
2.蒸馏操作
加料:将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中,要注意不使液体从支管流出。加入几粒助沸物,安好温度计。再一次检查仪器的各部分连接是否紧密和妥善。
加热:用水冷凝管时,先由冷凝管下口缓缓通入冷水,自上口流出引至水槽中,然后开始加热。加热时可以看见蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾,蒸气逐渐上升。温度计的读数也略有上升。当蒸气的顶端到达温度计水银球部位时,温度计读数就急剧上升。这时应适当调小煤气灯的火焰或降低加热电炉或电热套的电压,使加热速度略为减慢,蒸气顶端停留在原处,使瓶颈上部和温度计受热,让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。然后再稍稍加大火焰,进行蒸馏。控制加热温度,调节蒸馏速度,通常以每秒1~2滴为宜。在整个蒸馏过程中,应使温度计水银球上常有被冷凝的液滴。此时的温度即为液体与蒸气平衡时的温度,温度计的读数就是液体(馏出物)的沸点。蒸馏时加热的火焰不能太大,否则会在蒸馏瓶的颈部造成过热现象,使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量,这样由温度计读得的沸点就会偏高;另一方面,蒸馏也不能进行得太慢,否则由于温度计的水银球不能被馏出液蒸气充分浸润使温度计上所读得的沸点偏低或不规范。
观察沸点及收集馏液:进行蒸馏前,至少要准备两个接受瓶。因为在达到预期物质的沸点之前,带有沸点较低的液体先蒸出。这部分馏液称为“前馏分”或“馏头”。前馏分蒸完,温度趋于稳定后,蒸出的就是较纯的物质,这时应更换一个洁净干燥的接受瓶接受,记下这部分液体开始馏出时和最后一滴时温度计的读数,即是该馏分的沸程(沸点范围)。一般液体中或多或少地含有一些高沸点杂质,在所需要的馏分蒸出后,若再继续升高加热温度,温度计的读数会显著升高,若维持原来的加热温度,就不会再有馏液蒸出,温度会突然下降。这时就应停止蒸馏。即使杂质含量极少,也不要蒸干,以免蒸馏瓶破裂及发生其他意外事故。
蒸馏完毕,应先停止加热,然后停止通水,拆下仪器。拆除仪器的顺序和装配的顺序相反,先取下接受器,然后拆下尾接管、冷凝管、蒸馏头和蒸馏瓶等。
3. 高中化学的问题
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高中化学常见疑难解析
1.碳酸氢钠固体分解温度在200摄氏度以上,那么碳酸氢钠溶液中能分解吗?
【答】碳酸氢钠在有水的情况下更容易分解,50多摄氏度就可以完全分解。
2.为什么可以用焓变(△H)表示化学反应的反应热?
【答】化学反应一般在敞口容器中进行,即在恒压(101Kpa)条件下进行,此时的热效应称为恒压热效应。
根据热力学第一定律,体系的热力学能(U,也称为内能)的变化等于以功和热的形式传递的能量。△H=Q+W
式中。Q表示热量,若热量由环境流入体系,则Q为正值,反之则Q为负值;W表示功,若环境对体系做功,W为正值,反之W为负值。
在恒压条件下,△U=Qp+W=Qp—p(V2—V1),即恒压热效应Qp=△U+p(V2—V1)。其中p为压强,V为体积。
焓(H)是一个状态函数,热力学规定H=U+pV。在恒压条件下,焓变△H=U2+pV2—U1—pV1=U2—U1+p(V2—V1)=△U+p(V2—V1)=Qp
由此可见,焓变△H与恒压热效应Qp相等,因此,可以用焓变表示化学反应的反应热。
3.盐桥的作用
【答】单液的原电池由于液面接界电势高,电池效率低,为了提高电池效率,使用通过盐桥将两个半电池相连而构成的原电池。将两种电解质溶液通过盐桥相连,使电解质溶液不直接接触,降低了液面接界电势,由于盐桥中也装有电解质溶液,,可以起到导电的作用。盐桥中的电解质溶液要求浓度较高,且阴、阳离子迁移速率应差不多,一般用含饱和氯化钾溶液的琼脂。盐桥的作用:连接内电路,形成闭合回路;平衡电荷。
4.屏蔽效应、钻穿效应和能级交错现象?
【答】对于氢原子,核外只含有一个电子,这个电子仅受到原子核的作用,不受其他电子的作用。多电子原子中,每一个电子不仅受到原子核的吸引,而且还受到其他电子的排斥。在考虑某个电子时,可以把其他电子对其排斥作用看作唤隐削弱了原子核对它的吸引作用,这种由于其他电子的排斥而使原子核对某个电子吸引作用的减弱称为屏蔽效应。
电子层数越小的电子在离原子核越近的地方出现几率越大,但在同一电子层中不同轨道上的电子钻到离原子内层的能力不同,其钻穿能力的大小依次为ns、np、nd、nf。也就是说,s电子钻穿到内层的能力要比p、d、f电子大,电子钻穿内层的程度越大,受到原子核的吸引作用越大,内层电子对它的屏蔽作用越小。这种外层电子钻到内层的作用叫做钻穿效应。
由于4s电子的钻穿效应较大,而3d电子的屏蔽效应越大,使得3d电子的能量略高于4s,即第三层d轨道上的电子,其能量要比第四层s轨道上电子的能量高,这种现象称为能级交错现象。同理,能级交错现象如能量6s<4f<5d<6p。
5.碱土金属碳酸盐的热稳定性规律?
【答】碱土金属碳酸盐的热稳定性规律,一般认为,含氧酸盐热分解的本质是金属离子争夺含氧酸根中的氧离子。也可以用离子极化的观点解释因此金属离子的半径越小,正电荷越高,极化作用越强,夺取含氧酸氧离子的能力越强,含氧酸盐的热分解温度越低。从Be-Ba,碱土金属离子的半径递增,极化作用递减,故热分解温度依次升高。(金属离子极化作用增强,化合物稳定性下降,热分解彻底。例如金属硝酸盐的分解规律)
不同碳酸盐的热稳定性差异很大。其中碱金属和碱土金属碳酸和简厅盐的热稳定性较高,必须灼烧至高温才分解;而有些金属的碳酸盐的热稳性较低,加热到100℃左右就分解,如碳酸铍等;有的碳酸盐在常温下就可以分解,如碳酸汞。
酸式碳酸盐的热稳定性比咐信相同金属的碳酸盐低得多。例如碳酸钠,要851℃以上才开始分解,而碳酸氢钠在270℃左右就明显分解。
分解温度:M2CO3>MHCO3>H2CO3,因为H+的极化作用非常强。
6. 化学实验中,为什么不能将 Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中?
【答】浓硫酸溶于水放出大量的热,因为浓硫酸的密度大,易造成溶液飞溅伤人。
7.铝为什么能在空气中稳定存在?各种铝制品为什么都可以较长时间使用?
【答】因为Al很活泼,容易被空气中的氧气氧化为Al2O3,在铝表面上形成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部铝不再继续被氧化,所以铝能在空气中稳定存在。人们常用的铝制品也正是由于这层膜了保护内部金属,使铝具有一定的抗腐蚀能力,故可以较长时间使用。
8.用砂纸打磨过的或未打磨过的铝箔,用酒精灯加热,为什么会出现熔而不滴、滴而不落的现象?
【答】这是由于磨去氧化膜的铝在空气中加热又会很快地生成一层新的氧化膜的缘故。
9.为什么将铝粉撒到酒精灯的火焰上,可观察到剧烈燃烧并发出强光?
【答】因为铝粉表面积大于铝箔,与氧气的接触面积增大,反应迅速且剧烈,放出的热量更多,更易于燃烧而发出耀眼的强光。如果使用乙炔焰或氢氧焰与铝箔反应,由于乙炔焰或氢氧焰的温度可高达3000℃,乙炔焰或氢氧焰可以破坏铝表面的氧化铝保护膜,用氧炔焰或氢氧焰在空气中加热铝箔能快速燃烧。所以要使铝在空气中燃烧,可以采取增大铝与空气的接触面积或提高反应的温度等措施。
10.为什么钠先与盐酸反应而与硫酸铜溶液先与水反应?
【答】盐酸中的氢离子实际上是水合氢离子,即H3O+离子,所以盐酸中的氢离子和水中的氢离子是一样的。由于盐酸完全电离,而水是一种很弱的电解质部分电离出氢离子,从效果上看可以理解成盐酸先反应,待盐酸反应完,钠继续与水反应;铜离子的氧化性比氢离子强,按反应先后钠应该先与铜离子发生置换反应,钠过量才能与水中的氢离子反应,但事实上,钠投入到硫酸铜溶液中,钠先与水发生置换反应,生成的氢氧化钠再与硫酸铜溶液发生复分解反应生成氢氧化铜沉淀。其原因还是铜离子的存在形式还是Cu(H2O)n2+水合离子,Cu2+周围都是水分子,Na根本接触不到Cu2+就反应掉了,而水电离的氢离子却先接触到钠原子,钠就先和水反应了,如果在水溶液中铜离子浓度较大时,除了产生氢气外也可以观察到铜离子被还原为暗红色的泥状铜单质。注意:室温下Na与无水CuSO4不能发生反应,但在加热条件下,能够置换出铜单质。实验时要控制钠的用量,否则会发生剧烈爆炸,其次要避免氧气将反应物和产物氧化变质。
11.为什么金属铝能与较高浓度的氨水发生反应?
【答】铝在碱性比较强的水溶液中能和水持续作用一段时间产生氢气。碱性比较强的水溶液中有一定浓度的氢氧根离子,它能溶解铝和水作用时在表面生成的氢氧化铝,使之转化为偏铝酸根离子,使铝和水的反应能持续进行,直至碱性减弱到一定程度,氢氧化铝不再溶解,反应才停止。
12.氨水和铝盐溶液作用生成氢氧化铝,为什么氢氧化铝不能溶解于过量氨水?
【答】氢氧化铝转化为偏铝酸根离子需要一定的碱性条件,由于反应混合物中含有较高浓度的铵根离子,抑制了加入过量氨水的电离,使溶液中的氢氧根离子浓度难以达到氢氧化铝溶解的要求。
13.实验室加热液体时为了防止暴沸,可以加入什么材料?
【答】暴沸指纯净的液体缺少汽化核心,加热超过沸点仍不沸腾的热滞后现象,加一点杂质后(本质是带入了微小气泡),沸腾滞后被打破,产生沸腾。液体中的气泡在沸腾过程中起着汽化核的作用,当液体中缺少气泡时,即使温度达到并超过了沸点,也不会沸腾,形成了过热液体。过热液体是不稳定的,如果过热液体的外部环境温度突然急剧下降或侵入气泡,则会形成剧烈的沸腾,并伴有爆裂声,这种现象叫暴沸。为避免容器的暴沸,可在容器中放含有空气的无釉陶块等。为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态,常加碎瓷片、沸石、或一端封口的毛细管,因为它们都能防止加热时的暴沸现象。值得注意的是,不能在液体沸腾时,加入止暴剂,不能用已使用过的止暴剂。简单说就是因为加热时烧杯中的液体会向上冲,从而造成了一个个冒出来的“喷泉”,剧烈时甚至会溅出伤人,而碎瓷片、沸石等能够有效的阻止液体的向上冲,使加热时液体能够保持平稳。使用电磁搅拌(搅拌起到混合溶液,减小热不均衡)也能起相同的作用。
14.为了防止贮存液氯的钢瓶被腐蚀,钢瓶在装氯气之前必须做什么?
【答】钢瓶内壁必须彻底干燥,因为液氯与水反应生成酸要腐蚀钢瓶。
15.在新制的硝酸亚铁溶液中,滴入少量的浓盐酸,为什么观察到溶液变黄色?
【答】在硝酸亚铁溶液中加入浓盐酸发生两种变化:①溶液中存在水解平衡:Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,加入盐酸,使溶液中氢离子浓度增大,平衡左移,使溶液中亚铁离子的浓度增大,表现为浅绿色加深;②溶液中同时有较多的氢离子和硝酸根离子,硝酸具有较强氧化性,即发生反应:3Fe2++4H++NO3-=NO↑+3Fe3++2H2O,生成了Fe3+表现为黄色。由于主要反应是第②种情况,最后反应现象为溶液变黄色,同时有NO气体产生,遇空气会变为红棕色。
16.溴乙烷水解后,如果溴乙烷过量溶液分层后乙醇会在哪一层?
【答】乙醇与水互溶,乙醇与溴乙烷也互溶,溴乙烷不溶于水。这时乙醇在水和溴乙烷中会以一个固定的比例溶解(按溶解性大小溶解)。
17.制氢氧化铁胶体时为什么一定要用饱和氯化铁溶液?
【答】制氢氧化铁胶体利用的是氯化铁水解反应:FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl,这是一个可逆反应,选用饱和溶液的目的是增加铁离子的浓度,有利于平衡向右移动,这样更有利于氢氧化铁胶体的制备,可以生成较多的胶体。如果用稀溶液会导致生成的胶体很少。
18.纯锌片和稀硫酸反应较慢,为什么将锌片一角在硫酸铜溶液中浸一下,反应速率明显加快?
【答】锌片的一角在硫酸铜溶液中浸一下,发生置换反应,生成硫酸锌和铜单质,此时,金属片上是锌、铜单质的混合物,可以形成原电池,原电池可以加快反应的速率。
19.用金属钠制取氧化钠常用NaNO2与Na反应,为什么不用Na在氧气中燃烧的方法?
【答】Na在氧气中缓慢氧化生成Na2O和Na2O2,如果钠直接燃烧生成过Na2O2而不是氧化钠,制取纯净的氧化钠条件不好控制。Na与NaNO2反应除生成氧化钠外还可以生成氮气N2,N2可以保护钠不会在空气中被氧化。
20.接触法制硫酸时,由沸腾炉排出的气体必须经过洗涤其目的是什么?
【答】沸腾炉中主要是二硫化亚铁这种硫铁矿石的燃烧,因为矿石纯度不是很高,燃烧后生成的杂质会很多,而这些杂质有可能会使催化剂五氧化二钒中毒(或失效),一方面催化剂的价格贵,另一方面不利于接触室合成三氧化硫,故为了合成顺利和节省成本,要对沸腾炉出来的气体进行除杂处理。
21.乙炔的制取实验中,为什么将水改用饱和食盐水就不会与碳化钙剧烈反应?
【答】食盐水中食盐电离出的Na+和Cl-占据一定空间,它们的存在可以减少水与电石(碳化钙)的接触面积,从而减缓水与电石(CaC2)的反应,防止因反应速度太快而生成大量的泡沫。
22.洗涤沉淀选用的试剂有什么要求吗?
【答】沉淀洗涤的试剂有以下几种:①蒸馏水;②冷水、热水;③有机溶剂,如酒精、丙酮、酒精水溶液等;④该物质的饱和溶液。一般经常用的洗涤剂是蒸馏水,如果用其他的洗涤剂,必有其“独特”之处。用冷水适用范围是产物不溶于水,目的是除去晶体表面附着的杂质,可适当降低晶体因为溶解而造成损失。有特殊的物质其溶解度随温度升高而下降的,可以采用热蒸馏水洗涤。用酒精等有机溶剂洗涤的适用范围是晶体易溶于水,难溶于酒精,其好处常见有:可以降低晶体因溶解而造成损失,可以除去表面的可溶性杂质和水分;酒精易挥发,晶体易于干燥。用酒精的水溶液洗涤的适用范围是晶体在水中能微溶(或不溶),难溶于酒精,目的是洗去晶体表面的杂质离子,减少晶体的溶解损失,同时可以加快固体的干燥。滤液洗涤的适用范围是常用于晶体的转移,过滤时冲洗烧杯内壁上残留的晶体。用该物质的饱和溶液洗涤晶体可以使因为晶体溶解造成的损失降到最低,若是易水解的物质晶体洗涤也可以使用加入抑制水解的物质进行洗涤。
23.正丁醇与溴化氢制取正溴丁烷的实验中,各步洗涤的目的是什么?
【答】先用稀硫酸洗涤:除去未反应的正丁醇及副产物1-丁烯和正丁醚。第一次蒸馏水洗涤:除去部分硫酸及水溶性杂质。碱液 (Na2CO3) 洗滴:中和残余的硫酸。第二次蒸馏水洗涤:除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。
24.萃取和洗涤有什么区别?
【答】萃取是从混合物中抽取所需要的物质;洗涤是将混合物中所不需要的物质除掉。萃取和洗涤均是利用物质在不同溶剂中的溶解度不同来进行分离操作,二者在原理上是相同的,只是目的不同。从混合物中提取的物质,如果是我们所需要的,这种操作叫萃取;如果不是我们所需要的,这种操作叫洗涤。
25.蒸馏时加热的快慢,对实验结果有何影响?为什么?
【答】蒸馏时加热过猛,火焰太大,易造成蒸馏瓶局部过热现象,使实验数据不准确,而且馏份纯度也不高。加热太慢,蒸气达不到支口处,不仅蒸馏进行得太慢,而且因温度计水银球不能被蒸气包围或瞬间蒸气中断,使得温度计的读数不规则,读数偏低。
26.用磷酸做脱水剂比用浓硫酸做脱水剂有什么优点?
【答】①磷酸的氧化性小于浓硫酸,不易使反应物炭化;②无刺激性气体SO2放出。
27.从溶液中得到溶质晶体有哪些方法?
【答】若溶质为加热易分解的(如铵盐NH4HCO3)、易被氧化的(Na2SO3)、易水解的(FeCl3、AlCl3等)或欲得到结晶水合物时,必须采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。易水解的盐还要采取措施抑制水解;若溶质受热不易分解,不易水解,不易被氧化(NaCl),则可以采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。
28.化学平衡体系,温度改变或压强改变时,应该注意什么问题?
【答】温度的改变可能会使物质的状态发生变化,导致反应前后气体的分子数发生改变,平衡移向有可能发生改变,若温度过高,有可能副反应发生。压强的改变可能也会使物质的状态发生变化,导致反应前后气体的分子数发生改变,平衡移向也有可能发生改变。
29.向BaCl2溶液中通入SO2气体无沉淀产生,有什么措施能产生沉淀?
【答】弱酸不能制备强酸,所以无沉淀产生。若要得到BaSO4沉淀可加入氧化性物质,如Cl2 、HNO3、NO2 、O2、O3、H2O2等;若要得到BaSO3沉淀可加入碱性物质,如NH3 、NaOH溶液、氨水等,若要得到S黄色沉淀,可以通入还原性H2S气体。
30.用排空气法收集气体时,需要盖上毛玻璃片或塞上一团疏松的棉花?
【答】目的是减少空气与气体的对流,增大气体的纯度。
31.为什么在氯碱工业中,电解饱和食盐水时常用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3?
【答】阳极产生的氯气与水发生反应Cl2+H2O HCl+HClO,增大溶液中盐酸的浓度能够使平衡逆向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的逸出。
32.适当升温氮气和氢气合成氨的速率加快,但是温度过高为什么反应速率反而下降?
【答】温度升高能够加快合成氨反应的反应速率,温度过高会使催化剂活性降低或失去活性,所以反应速率反而降低。工业上N2和H2反应的催化剂采用以铁为主的催化剂,它在500度时的活性最高。
33. 在燃料电池中,为什么常在电极表面镀上铂粉?
【答】增大电极单位面积吸收气体的分子数,加快原电池电极反应的速率。
34.如何检验淀粉水解(催化剂是稀硫酸)的产物葡萄糖?
【答】检验的步骤是:取少许水解液置于试管中,分成两份,一份滴加碘水,发现变蓝色,说明有淀粉存在;另一份中加NaOH溶液使溶液呈碱性,再加入新制的氢氧化铜悬浊液加热(或银氨溶液水浴加热),若产生砖红色沉淀(或产生光亮的银镜,则证明水解产物中有葡萄糖。
35.如何检验氢气还原氧化铜实验中所得的红色产物中是否含有Cu2O?
【答】取少许试样置于试管中,加足量的稀硫酸,充分振荡后观察,若溶液呈蓝色,则证明试样中含有Cu2O,反之则不含Cu2O。(Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O)
36.含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水后红色褪去的原因是什么?
【答】红色褪去有两种可能,第一种是氯水中的成分与NaOH反应消耗了NaOH,使溶液的碱性减弱所致;第二中可能是氯水中的次氯酸氧化酚酞,使酚酞变质所致。因此可以通过如下实验验证:向褪色后的的溶液中滴加过量氢氧化钠溶液,若溶液变红色则第一种情况正确,若溶液不变红则说明酚酞已经变质,第二种情况正确。
37.电解精炼铜的CuSO4溶液为什么常用硫酸酸化?
【答】电解过程中伴随着电能转化为化学能,同时也会产生热能,温度升高,促进Cu2+水解,为了抑制Cu2+的水解,防止阳极附近Cu2+水解产生Cu(OH)2沉淀,为了增强Cu2+的浓度,便于阴极析出Cu,所以常加入稀硫酸,同时也能增强电解液的导电性。
38.Fe2+与ClO-离子不能共存,为什么其书写的离子方程式会不一样?
【答】还原性较强的Fe2+容易被氧化性较强的ClO-离子氧化而不能共存,但不同的酸碱性溶液反应产物有所不同,有关反应的离子方程式如下:在强酸性溶液中,2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O
在中性或弱酸性溶液中, 6Fe2++3ClO+3H2O=2Fe(OH)3↓+4Fe3++3Cl-
或2Fe2++ClO-+5H2O=Cl-+4H++2Fe(OH)3↓,
在碱性溶液中,2Fe2++ClO-+4OH-+H2O =2Fe(OH)3↓+Cl-
39.为什么Co(OH)2在空气中加热时,随温度的变化得到固体依次为Co2O3、Co3O4、CoO?
【答】在空气中加热分解Co(OH)2,290℃时Co(OH)2完全脱水,Co2+会被空气中的氧气氧化到最高价态,从而生成高价态Co2O3。温度升高至500℃时,高价态Co2O3部分分解出氧气生成Co3O4,温度再升高至1000℃时,Co3O4再分解出氧气生成CoO。
40.为什么Fe(OH)3在隔绝空气中加强热时,随温度的变化得到的产物会不一样?
【答】Fe(OH)3加热分解成氧化铁和水,1500度以上Fe2O3在高温下分解为Fe3O4和氧气,2200度左右Fe3O4分解为FeO和氧气,3400度FeO最终分解为Fe和氧气。
41.硼酸H3BO3为什么是一种一元弱酸?
【答】硼酸是一种缺电子化合物,它与水作用时可通过配位键结合生成一水合硼酸B(OH)3·H2O,然后B(OH)3·H2O电离产生少量H+和[B(OH)4]-,前者水合是化学变化,可用化学方程式表示,后者属于电离,常见的写法为H3BO3+H2O=H++[B(OH)4]-,可见硼酸与水作用时,结合水电离的OH-而释放出水电离的H+,这与氨气溶于水显弱碱性相类似,先水合后电离:NH3+H2O= NH4++OH-。Al(OH)3的酸式电离与硼酸电离相似:Al(OH)3+H2O =H++[Al(OH)4]-。所以H3BO3以及Al(OH)3当作酸时都是一元弱酸。注意上述变化过程不是水解,因为虽然破坏了水的电离,但没有弱电解质生成。
4. 液压油的黏度是如何测量的啊
液压油有的黏度就是将流动着的液压油看作许多相互平行移动的液层, 各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征.
由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反向力.
在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力τ(N/m2).
切变速率(D) D=d v /d x (S-1)
切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数
两不同平面但平行的流体,拥有相同的面积”A”,相隔距离”dx”,且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动,牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度,即:
τ= ηdv/dx =ηD(牛顿公式) 其中η与材料性质有关,我们称为“粘度”。
粘度定义:将两块面积为1m2的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa.s。
牛顿流体:符合牛顿公式的流体。 粘度只与温度有关,与切变速率无关, τ与D为正比关系。
非牛顿流体:不符合牛顿公式 τ/D=f(D),以ηa表示一定(τ/D)下的粘度,称表观粘度。
粘度测定有:动力粘度、运动粘度和条件粘度三种测定方法。
(1)动力粘度:ηt是二液体层相距1厘米,其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力,单位为克/里米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般:工业上动力粘度单位用泊来表示。
(2)运动粘度:在温度t℃时,运动粘度用符号γ表示,在国际单位制中,运动粘度单位为斯,即每秒平方米(m2/s),实际测定中常用厘斯,(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s)。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度,运动粘度的测定采用逆流法
(3)条件粘度:指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度,各国通常用的条件粘度有以下三种:
①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如:50℃、80℃、100℃)下,从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度tº时,恩氏粘度用符号Et表示,恩氏粘度的单位为条件度。
②赛氏粘度,即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数,以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。
③雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样,在规定温度下,从雷氏度计流出50毫升所需的秒数,以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。
上述三种条件粘度测定法,在欧美各国常用,我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外,其余两种粘度计很少使用。三种条件粘度表示方法和单位各不相同,但它们之间的关系可通过图表进行换算。同时恩氏粘度与运动粘度也可换算,这样就方便灵活得多了。
粘度的测定有许多方法,如转桶法、落球法、阻尼振动法、杯式粘度计法、毛细管法等等。对于粘度较小的流体,如水、乙醇、四氯化碳等,常用毛细管粘度计测量;而对粘度较大流体,如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等透明(或半透明)液体,常用落球法测定;对于粘度为0.1~100Pa•s范围的液体,也可用转筒法进行测定。
实验室测定粘度的原理一般大都是由斯托克斯公式和泊肃叶公式导出有关粘滞系数的表达式,求得粘滞系数。
粘度的大小取决于液体的性质与温度,温度升高,粘度将迅速减小。因此,要测定粘度,必须准确地控制温度的变化才有意义。粘度参数的测定,对于预测产品生产过程的工艺控制、输送性以及产品在使用时的操作性,具有重要的指导价值。
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5. 气相色谱仪的使用方法,及使用注意事项应用范围
气相色谱仪使用方法怎样?
1 、开氮气、氢气、空气发生器电源开关(或氮气瓶总阀),调节输出压力稳定在0.4Mpa左右(气体发生器一般在出厂时调整,无需调整)。
2 、将色谱仪气体净化器的气体开关打开至“开”位置。观察色谱柱载气后B的柱前压力上升并稳定约5分钟后,打开色谱仪的电源开关。
3 、设定每个工作部件的温度。 TVOC分析的条件设置:(a)烤箱:烤箱初始温度50°C 、初始时间10分钟、加热速率5°C / min 、结束温度250°C 、结束时间10分钟; (b)注射器和检测器:均为250°C。用于脂肪酸分析的色谱条件:(a)烘箱:烘箱的初始温度140°C 、初始时间5分钟、加热速率4°C / min 、终止温度240°C 、终止时间15分钟; (b)进样器温度为260°C检测器温度为280°C。
4 、点火:待测试(按“显示、 Shift 、检测器”检查检测器温度)温度升至150°C以上后,将净化器上的氢气、空气开关阀打开至“ON”位置。观察到色谱仪上的氢气和空气压力表分别稳定在0.1 Mpa和0.15 Mpa左右。按住点火开关(无点火时间为6~8秒)进行点火。同时,明亮的金属片靠近探测器出口,当火开启时,金属片上会有明显的水蒸气。如果氢气在6~8秒内未点火,则松开点火开关并重新点火。在点火操作期间,如果发现水在检测器出口中的白色聚四氟乙烯盖中冷凝,则可以拧下检测器收集器盖并移除水。确定色谱工作站上是否点燃氢火焰的方法:观察氢火焰点燃后的基线电压应高于点火前的基线电压。
5 、打开电脑和工作站(通道1分析脂肪酸,通道2分析碘),打开方法文件:脂肪酸分析方法或碘分析方法。显示屏左下角应该有一个蓝色文字,以显示当前的电压值和时间。然后,您可以转动色谱仪放大器面板上点火按钮上的“粗调”旋钮,检查信号是否为路径(当您转动“粗调”旋钮时,基线应该会改变)。在基线稳定后,输入样品并单击“开始”按钮或单击色谱仪旁边的快捷按钮以分析色谱数据。在分析结束时,单击“停止”按钮,数据将自动保存。
6 、关闭程序:首先关闭氢气和空气源,使氢火焰探测器灭火。在氢气火焰熄灭后,将炉子初始温度、检测器温度和进样器温度设置为室温(20-30°C)。温度降至设定温度后,关闭色谱仪电源。最后关掉氮气。
6. 粘度的单位是什么
粘度单位是“泊”和“斯”
运动粘度单位:1泊=0.1Pa.S=100mPa.s=100厘泊=100cP
动力粘度单位:1斯=cm2/s=100mm2/S=100厘斯=100cSt
粘滞系数除了因材料而异之外还比较敏感的依赖温度,液体的粘滞系数随着温度升高而减少,气体则反之,大体上按正比于 的规律增长.在国际单位制中粘滞系数的单位为帕秒(Pas)在CGS单位制中为泊(poise)符号为P 。
应用
在研究大分子溶液的粘度时要注意到结构粘度的影响,常采用下列几种粘度的概念。
增比粘度:表示溶液粘度增加的百分数,ηsp无单位。
比粘浓度:表示增加一个单位浓度时,增比粘度的增加值。其数值随浓度而变。单位是浓度的倒数。
特性粘度:表示在浓度趋于零的情况下单个大分子对溶液粘度的贡献,其值与大分子在溶液中的形态,及相对分子质量有关。