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化学实验指导

化学实验指导文件编码(TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089)吸热反应与放热反应实验目的:了解化学反应的热效应。

实验原理:化学反应一般涉及分子的重组,若拆开反应物分子中化学键所耗的总能量,大于形成生成物分子中化学键所放出的总能量,该反应系吸热反应,反之,则为放热反应。

我们可以通过观察由ELAB绘制温度--时间曲线,明显地区分这两类反应。

反应案例:放热反应:Zn+CuSO4=Cu+Zn SO4吸热反应:Ba(OH)2+2HN4Cl=BaCl2+2H2O+2NH3实验器材:150ml烧杯,温度传感器,胜昔ELAB数字实验系统、相应实验药品,试剂。

实验装置见图模板要素:SS0接温度传感器、连续采样、采样频率1Hz、采样时间60s、Y轴—温度(无点连线),X轴—时间。

实验步骤:1、连好系统(即连好计算机和数据采集器,将温度传感器插入有线插口1。

下同);2、打开实验软件,调用“化学反应的热效应”实验模板;3、在烧杯中注入30ml 10% CuSO4溶液,再加入一药匙锌粉;4、点击“开始采集”。

以温度传感器金属探头为搅拌棒伸入反应液中搅拌;5、到点后,系统自动停止采集,一条明显随时间上升的温度曲线,即得。

6、清洗探头、烧杯。

7、在烧杯内加5g Ba(OH)2固体和5g HN4Cl固体;滴几滴水。

8、重复4-6。

一条明显随时间下降的温度曲线即得。

9、点击“保存数据”(起一个属于自己的文件名)实验结果图:二、中和热实验目的:测定中和热实验原理:中和反应是放热反应,中和热指在较稀溶液中,酸碱中和反应生成1摩尔水所放出的能量,实验表明中和热的大小与采用的(强)酸,(强)碱种类无关。

实验器材:塑料质量热器(内筒容积大于100ml),温度传感器 LHCl LNaOH模板要素:SS0接温度传感器、连续采样、采样频率1Hz、采样时间70s、 Y轴—温度(无点连线)、X轴—时间实验步骤:1、连好系统,打开软件;2、调用“中和热”模板;3、先向内筒注入50ml LHCl,采集温度(10s手工停止);4、再采集LNaOH的温度(10s手工停止);5、再点击“开始采集”,迅速一次性将50ml LNaOH注入内筒,上下搅动,至系统自动停止采集;6、记录开始的平均温度即(酸的温度+碱的温度)/2,反应过程的最高温度,得⊿t。

即最高温度-平均温度,保存数据7、代入公式: 中和热=*10*⊿t)/*1000, 即求得实验值注:理论值为mol实验结果图:三、溶解的热效应实验目的:认识不同物质溶解的不同热效应实验原理:溶质溶于水的过程,包含两个相反的热效应,一是拆开溶质晶粒所耗的能量,二是离子水合放出的能量。

若前者大于后者,该物质的溶解过程是吸热的,反之,是个放热过程,当两者数量相近时,溶解过程没有明显的热效应。

常见化合物中,NaOH溶于水明显放热,KNO3溶于水明显吸热 ,NaCl溶于水无明显热现象。

实验器材:温度传感器、中和热测定器。

模板要素:SS0接感温度传感器,连续采样、采样频率1Hz、采样时间60s、Y轴—温度(无点连线)、X轴—时间实验步骤:1、连好系统2、打开软件、调用“溶解的热效应”模板3、向中和热测定器内筒注入100ml水,加10gNaOH,采集数据(上下搅拌)4、清洗内筒,内筒加水100ml,加10g KNO3,采集数据,(上下搅拌)5、清洗内筒,加100ml水,加10g,NaCl,采集数据,(上下搅拌)6、观察三条不同走向的的温度—时间曲线,比较三种物质溶解的热效应.7、保存数据。

实验结果图:四、温度对盐类水解(氯化铵)的影响实验目的:观察温度对盐类水解的影响,并分析原因。

实验原理:盐类水解是中和反应的逆反应,中和反应放热,盐类水解吸热。

升温有利于平衡向水解方向移动。

以强酸弱碱盐NH4Cl为例,NH4++H2O =NH3+H3O+ 温度上升,平衡右移,PH值下降;实验器材:PH传感器、温度传感器、电动加热搅拌器、150mol烧杯,L NH4Cl溶液模板要素:SS0 接PH传感器,SS1接温度传感器,连续采样,采样频率5秒1次,采样时间80s Y轴——PH值(圆点连线) X 轴——温度实验步骤:1.连好系统,打开软件,调用“温度对盐类水解影响”模板;2.打开电热电动搅拌器,安放好烧杯,固定好两传感器;3.向烧杯注入50ml NH4Cl溶液;4.开始采集,至系统自动停止采集;5.移开两传感器,清洗探头、烧杯;6 保存数据。

实验结果图:五、温度对弱电解质(醋酸)电离平衡的影响实验目的:观察温度对弱电解质电离平衡的影响。

实验原理:弱电解质的电离,需从环境吸热。

因此温度升高,平衡向电离方向移动。

如:CHCOOH=CHCOO-+H+温度上升,平衡右移, PH值下降实验器材:PH传感器、温度传感器、电热电动搅拌器, L CH3COOH模板要素: SS0 接PH传感器、SS1接温度传感器、连续采样、采样频率、采样时间60s、Y轴——PH值(圆点连线) X轴——温度实验步骤:1.连好系统,打开软件,调用相应模板;2.在电热电动搅拌器上,安放150ml烧杯,固定好PH 传感器、温度传感器,打开电热开关,调好搅拌速度;3.向烧杯注入50ml L CH3COOH;4.开始采集,至系统自动停止;5.观察曲线,保存数据;6.清洗器材。

实验结果图:六、强弱电解质溶液导电能力的比较实验目的:观察相同物质的量浓度下,强弱电解度溶液的导电能力有很大的不同,进而分析其原因。

实验原理:强电解质在水中完全电离,导电微粒的“浓度”与其物质的量浓度一致,弱电解质在水中部分电离。

这个“部分”通常是个较小的数字,即电离度。

常温下,醋酸、氨水稀溶液的电离度均在%以下。

因此,弱电解质溶液的导电能力很差。

溶液的导电能力可以用电导率传感器测定溶液电导率,或测量相同电压下通过溶液的电流强度来表征。

实验装置:电导率传感器(或电流传感器+电池+试验电极)、6只烧杯装入等量等浓度的(水)、NH3·H2O、CH3COOH、NaOH、HCl、NaCl;模板要素:SS0—电导率传感器(或电流传感器20mA 档)、连续采样、采样时间10s,采样频率1 HzY轴电导率(电流强度) (无点连线) X轴—时间实验步骤:1.连好系统,打开软件,调用相应模板;2.依次分别测量6种不同溶液的电导率(或通过的电流),得到6条水平线,保存数据;3.每测一次,均要用蒸馏水冲洗探头。

注意:为了便于比较,可先展示1、2、3(在图形的工具栏里“选择实验次数”下拉对话框,勾1、2、3即(H2O、NH2·H2O、CH3COOH)可以看到两种弱电解的导电能力略大于水。

再同时展示1~6,可以看到强弱电解溶液的导电能力有巨大区别。

实验结果图:七、冰醋酸稀释过程中溶液导电能力的变化实验目的:绘制冰醋酸稀释过程中,溶液导电能力变化曲线,探究原因。

实验原理:冰醋酸稀释过程中,溶液导电能力的变化分三个阶段。

上升段,对应加水0—3体积,电离度上升,单位体积内导电粒子数目增加。

相持段,对应加水3—5体积,浓度下降和电离度上升相抵,单位体积内导电粒子数目基本不变。

下降段,对应加水5个体积以上,电离度已很高、浓度进一步下降,单位体积内导电粒子数目减少。

为了解决加入大量水,须要特别容器的难题。

本方案采用梯级稀释的巧妙方法以小代大,却能获得良好的实验效果。

实验器材:电导率传感器(或电流传感器+电池+试验电极)电动搅拌器、100ml烧杯、60ml注射器、冰醋酸、蒸馏水模板要素:SS0—电导率传感器、点采、采样频率10Hz、采样时间400s人手输入(加入水的)体积数据,依次为0、1、2、3、4、、9、、24、、49、61(倍) Y轴—电导率[电流] (圆点连线)X轴—加入水的体积实验步骤:1.连好系统,打开软件,调用相应软件;2.在电动搅拌器上,安放100ml烧杯,固定传感器;3.注入20ml冰醋酸,点采;4.用注射器依次加入20ml水(共4次),每次加入后,稍待片刻,点采;5.此时,溶液体积约为100ml,用注射器吸回40ml;倾倒剩余溶液,将40ml溶液注回烧杯;6.再依次加入20ml水3次,每次加入后,稍等片刻,点采;7.此时溶液体积约为100ml,用注射器吸回20ml;倾倒剩余溶液,将20ml溶液注回烧杯;8.再依次加入20ml水4次,每次加入后,稍等片刻,点采;9.注意由于软件的原因,有关数据可能都挂在一条直线上,别急!再空操作一次图形设定,曲线就展开了。

实验结果图:附:稀释计算说明:第5步时溶液40ml,含冰醋酸20*40/100=8(ml);水32ml,再加水20ml,则原酸与水的体积比为8:52,即倍;再加水20ml,则原酸与水的体积比为8:72,即9倍;再加水20ml,则原酸与水的体积比为8:92,即倍;取第7步时的溶液20ml,含冰醋液20/ +1) = ;水;再加水20ml,则原酸与水的体积比为:+20),即24倍;再加水20ml,则原酸与水的体积比为:+40),即倍。

八、氢氧化钡和硫酸反应过程中溶液导电能力的变化实验目的:观察反应过程中溶液电导率变化曲线,了解反应的本质。

实验原理:氢氧化钡和硫酸反应生成的硫酸钡不溶于水,反应前硫酸溶液是强电解质溶液,有良好的导电性能。

随着反应的进行,溶液中的导电粒子数目减少。

等当点时,理想状态是纯水,导电能力降至最低点。

随后Ba(OH)2过量,溶液的导电能力又开始变大。

实验器材:电导率传感器、电动搅拌器、烧杯、等浓度的H2SO4、Ba(OH)2、10ml 注射器。

模板要素:SS0—电导率传感器、点采、采样频率1Hz、采样时间200s、手动结束、Y轴-电导率(圆点连线) X轴—加入Ba(OH)2的体积人工输入数据:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。

实验步骤:1.连好系统,打开软件,调用相应模板;2.在电动搅拌器上安放烧杯,固定好传感器;3.烧杯注入50ml蒸馏水后,用注射器加入5mlH2SO4,洗净注射器;4.点采第一个数据;5.用注射器依次向烧杯注入1~10ml(累计),每注1mol稍等片刻,采集数据;6.注意,由于系统的原因,可能数据点全挂在一条竖直线上。

别急,再空打图形设定图形一次,曲线即可展开,是个对称的V形,7.保存数据。

实验结果图:九、中和滴定曲线实验目的:观察中和滴定曲线的形成,体会等当点PH值突变。

实验原理:中和滴定的本质是H++OH—=H2O,滴定过程中,(以酸滴定碱为例)在远离等当点前,溶液的PH变化相当缓慢。

但在等当点前后,仅增多1滴酸溶液,PH能在瞬间下降3—4个PH单位。

之后,随着滴入酸的体积增大,溶液的PH又缓慢下降。

传统上用酸碱指示剂指示,缺乏PH值量的展示。

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