普通化学实验（适合大学化学实验）.ppt

普 通 化 学 实 验（适合大学化学实验）（2008年）实验一实验一 分析天平的使用及摩尔气体分析天平的使用及摩尔气体常数常数 R的测定的测定一、实验目的一、实验目的1.了解分析天平的基本构造；2.学习分析天平的使用方法；3.了解测定摩尔气体常数R的方法和原理。二、实验原理二、实验原理P(H2)=P P(H2O)三、实验仪器与药品三、实验仪器与药品 1.实验仪器：TG328B型半自动电光分析天平、电子天平（精度0.01g）、表面皿、量气管、试管、水平管、乳胶管、橡皮管、滴定台，滴定管夹、300 mL烧杯一只，10 mL量筒一只，玻璃棒一根，温度计（公用），气压计（公用）。2.实验药品：硫酸（2.0 mol L-1）、纯镁条。四、实验内容四、实验内容 1.用电子天平粗略称量镁条和表面皿重量；2.在分析天平上用减量法称量镁条的重量（按照半自动电光分析天平的使用方法及使用规则进行称量）；3.按实验装置图装配仪器；4.检查装置的气密性；5.加入5 mL 2.0 mol L-1 H2SO4到试管内用少量水沾镁条于试管上部壁上，用玻璃棒缓缓推至靠近稀硫酸，但不接触稀H2SO4，小心塞紧橡皮塞，再次检查是否漏气。6.调整水平管的位置，使量气管内的液面和水平管内的液面在同一水平面上，记下量气管中的液面位置。7.把试管底部略为提高，以使镁条和H2SO4接触，这时由于反应产生的氢气进入量气管把管中的水压入水平管内。为了避免管内压力过大，在管内液面下降时，水平管也相应地向下移动，使管内液面与水平管液面大体保持同一水平。8.镁条反应完毕后，待试管冷至室温，然后使水平管与量气管的液面处于同一水平，记下液面位置。稍等1 2min，再记录液面位置。如读数相等，表明试管内气体温度已与室温一样，记下最后读数。9.记录室内的温度和大气压力。10.计算摩尔气体常数R及实验测定的相对误差。实验三实验三 醋酸解离度与解离常数醋酸解离度与解离常数的测定的测定一、实验目的 1.了解用pH计测定醋酸的解离度和解离常数的原理和方法；2.加深对弱电解质解离平衡的理解；3.学习pH计的使用方法。二、实验原理 醋酸HAc是弱电解质，在水溶液中存在着下列的解离平衡 HAc H+Ac-起始浓度（molL-1）c 0 0平衡浓度（molL-1）c-c c c三、实验步骤 1.配制不同浓度的HAc溶液：1#12mL HAc +36mL H2O 2#24mL HAc +24mL H2O 3#48mL HAc 2.溶液pH值的测定 用pH计分别测定上述各种不同浓度的醋酸溶液（由稀到浓）的pH值，并记录每份溶液的pH值及测定时的室温。3.计算各溶液中醋酸的解离度以及醋酸的解离常数。实验四实验四 电解质溶液电解质溶液 一、实验目的一、实验目的 1.了解电解质的解离平衡及其移动原理；2.了解缓冲溶液的配制及其性质；3.了解盐类的水解反应及其水解平衡的移动原理；4.了解难溶电解质的多相离子平衡及溶度积规则；5.学习高速离心机等仪器的基本操作。二、实验原理二、实验原理 1.弱电解质在溶液中的解离平衡及其移动原理 若AB为弱酸或弱碱，则在水溶液中存在下列解离平衡：AB A+B-达到平衡时，未解离的电解质分子浓度与已解离的离子浓度的关系为：在此平衡体系中，若加入含有相同离子的强电解质，即增加A+或B-离子浓度，则平衡向生成AB分子的方向移动，使弱电解质AB的解离度降低，这种效应称为同离子效应。2.缓冲溶液 弱酸及其盐（例如HAc和NaAc）或弱碱及其盐（例如NH3H2O和NH4Cl）的混合溶液，能在一定程度上对外来的酸或碱起缓冲作用，即在其加入少量的酸或碱或者稀释时，溶液的pH值变化不大。这种溶液称为缓冲溶液。3.盐类的水解反应 盐类的水解反应是由组成盐的离子和水解离出来的H+或OH-离子作用，生成弱酸或弱碱的反应过程，水解后溶液的酸碱性取决于盐的类型，盐类水解反应是酸碱中和反应的逆反应，因此升高温度或在溶液中加入酸或碱，都会使水解平衡发生移动，改变盐类的水解度。4.难溶电解质的多相离子平衡和溶度积规则 在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的固体和溶解后形成的离子间存在多相离子平衡。根据溶度积规则可判断沉淀的生成和溶解。如果溶液中含有两种或两种以上的离子，且都能与加入的某种试剂（沉淀剂）反应生成难溶电解质，则沉淀的先后次序取决于所需沉淀剂离子浓度的大小，需要沉淀剂离子浓度小的先沉淀；反之，则后沉淀。这种先后沉淀的现象叫做分步沉淀。使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质，即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，叫做沉淀的转化。对同类型的沉淀而言，溶度积较大的难溶电解质，容易转化为溶度积较小的难溶电解质。四、实验内容四、实验内容 1.弱电解质中解离平衡及其移动原理；2.缓冲溶液的配制和性质；3.盐类的水解和影响盐类水解的因素；4.沉淀的生成及分步沉淀；5.沉淀的生成及分步沉淀。实验五实验五 电化学与金属腐蚀电化学与金属腐蚀一、实验目的一、实验目的 1.了解原电池及电解池的装置；2.了解测定原电池电动势的原理和方法；3.认识浓度、介质的酸碱性等对电极电势及氧化还原反应的影响；4.了解电解原理及方法；5.观察金属腐蚀现象，并理解金属腐蚀的原理；6.了解防止金属腐蚀的方法。二、实验内容二、实验内容 1.铜锌原电池的安装 及电池电动势的测定：（1）铜锌原电池的安装：（2）原电池电动势的测定 （用pHS-3C型酸度计测）：2.浓度、介质酸碱性对电极 电势和氧化还原反应的影响 图 Cu-Zn原电池 3.电解：利用原电池产生的电流，电解硫酸钠溶液。在一瓷蒸发皿中加入20 mL 0.1 molL-1 Na2SO4溶液及4 5滴酚酞。如图所示，将连接原电池铜电极与锌电极的导线（焊有铜线）的一端插入蒸发皿内硫酸钠溶液中作电解电极（注意：两根铜线不能相碰）。数分钟后，观察连接锌电极的铜线周围的硫酸钠溶液有何变化？指出电解池的阴、阳极，并写出两极的反应式。电解装置图 4.金属的腐蚀和防止：（1）金属的腐蚀：1枚铁钉中部缠一小段铜丝，在另一枚铁钉中部，缠一小段锌条。用滴管取一些已加热溶化的冻胶滴入放有铁钉的表面皿中。约1520min后，观察铁钉上发生的变化并解释之。（2）腐蚀的防止：在2支试管中各加入2 mL 0.1 molL-1 HCl溶液，并各滴入12滴0.1 molL-1 K3Fe(CN)6溶液，在1支试管中加入5滴20%乌洛托品溶液，振荡试管使溶液混合均匀，在另1支试管中加入5滴水（使两管HCl溶液浓度相同），再各加入1枚清洁的铁钉，比较两管颜色变化的快慢和深浅，解释缓蚀机理。实验六实验六 钢铁件表面光亮镀锌钢铁件表面光亮镀锌一、实验目的一、实验目的 1.了解钢铁件镀前处理在电镀工艺中的作用；2.了解镀锌的工艺操作；3.了解镀后钝化处理的作用。二、实验原理二、实验原理 镀锌是利用电沉积原理。电镀时，被镀的钢件和直流电源的负极相连，称为阴极。和直流电源正极相连的是锌块，称为阳极，电解液为含锌离子的溶液。通电后，锌离子在阴极放电，并在钢铁件的表面析出锌。镀锌工艺流程如下：零件装挂 化学除油 热水洗 水洗 酸洗(化学浸蚀)热水洗 水洗 镀锌 水洗 钝化 水洗 吹干。三、镀锌装置如图四、实验步骤四、实验步骤 1.按电镀装置示意图接好线路，将锌板放置在镀槽两端的位置。2.用铁丝装挂螺钉或螺帽，放入化学除油槽中浸泡10 min左右，直至零件表面的油污除尽为止。3.浸入酸洗槽中2 min左右，以除去表面锈斑。4.将镀前处理好的螺钉或螺帽放置在电镀槽中的阴极位置（两阳极中间）。5.打开稳压电源开关，按阴极电流密度1 Adm-2调节电阻器，开始电镀，时间控制在1015 min。6.电镀完毕，将零件出槽，水洗干净。7.将已电镀好锌的零件浸入出光液中出光处理，时间为1 2 s（放入即出），水冲洗干净后，再浸入钝化液中处理510 s左右（视钝化液的浓度而定），空气中停留片刻（为什么？）。8.将钝化处理后的零件用冷水冲洗干净后，用电吹风机吹干或晾干。9.将镀好的零件交由实验指导老师检验签字，合格后验收入库。实验七实验七 铝合金表面处理铝合金表面处理-阳极氧化阳极氧化 一、实验目的一、实验目的 1.了解铝合金阳极氧化原理及氧化膜的形成过程；2.掌握硫酸阳极氧化工艺及流程；3.掌握阳极氧化的化学着色(封闭)的工艺过程。二、实验原理二、实验原理 阳极氧化(电解氧化)是通过化学作用获得氧化膜。其厚度约为0.5 250微米。当金属在电解液中，由于外加电流的作用，使铝表面生成一层氧化物膜。这层膜能保护铝合金不受腐蚀介质的作用，又可作为喷漆底层或便于着色，而且耐磨性良好，因而铝制品经过阳极氧化处理后，大大提高了耐磨、耐蚀、耐光、耐气候及着色性能。铝的阳极氧化的原理，实质上就是水的电解。通电后，金属铝作为阳极，表面发生氧化反应。铅板为阴极，表面发生还原反应。三、实验装置图四、实验内容四、实验内容 1.取试样进行氧化前预处理(注：也可由学生自己准备试样如铝合金钥匙)(1)化学除油：金属清洗剂（1%2%）、温度60 70，时间3 5 min)(2)流动热水洗 (3)流动冷水洗 (4)出光(HNO3、比重1.42、3%5%，室温，时间以黑挂灰除尽为止)(5)流动冷水洗2.阳极氧化：以铅作阴极，铝试样作阳极。电解液为20%硫酸溶液。连接电解装置。接通直流电源，并调节滑线电阻，电压维持在15 V左右，通电2030 min(电解温度为室温)。3.化学着色 将阳极氧化好的试样，作化学染色试验。4.封闭处理 将着色的试样用水冲洗干净后，放在沸水中进行封闭处理，约2030 min后，即可得到更加致密的氧化膜。5.氧化膜质量检查 将试样干燥后，分别在没有氧化和已被氧化之处各滴1滴氧化膜质量检验液(检验液以颜色由橙色变为绿色。绿色出现时间越迟，氧化膜质量越好)。同时按动秒表，记录液滴开始变色所需时间，如液滴干枯尚未变色。可继续滴加质量检验液。