“物化实验： 原电池电动势的测定和离子迁移数的测定”答案.docx

物化实验十 原电池电动势的测定一、填空题：在下列空格中填入正确答案得分得 分得分四、简答题(择其要点,简要回答)得分1. 有一电池的表达式为Zn(s) I ZnSO4(m]) II CuSO4(m2)丨Cu(s),正极的反应为Cu 由于所制作的锌汞齐电极表面有Hg,所以在Zn(s) I ZnSO4(m]) II CuSO4(m])I Cu(s)中，铜为负极，汞为正极 (X ) 制作锌汞齐电极时，擦拭表面的硝酸亚汞之后的吸水纸，要放在盛有足够水的指定的有盖的广口瓶中 (V ) 通过本实验，由于甘汞电极的电极电势是已知的，通过测量电池的电动势，我们同样也得到未知电极的绝对电极电势 (X )+ + 2e f Cu ，负极的反应为 Zn f Zn2+ + 2e , 电池的总反应为 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 2. 用 稀硫酸 浸洗的锌电极以除去表面上的氧化层，取出后用水洗涤，再用 蒸馏水淋洗，然后浸入饱和 硝酸亚汞 中，取出后用 吸水纸(或滤纸) 擦拭电极，使锌电极表面上有一层均匀锌汞齐3. 实验中由于使用标准氢电极不方便,常采用第二级的标准电极,又称为参比电极，本实验所用参比电极是 。

二、选择题：下列每题只有一个正确答案，从 A、B、C、D 选项中选出一个填入括号“( )”中1. 在某电池的表达式为 Zn(s) I ZnSO4(m]) II CuSO4(m2)I Cu(s)中，符号 “II” 的意思是( B )A. 甘汞电极 B. 盐桥 C. 玻璃杯 D. 玻璃棒2. 指出在处理铜电极表面的氧化层时，应使用的清洗液是( A )A. 稀硝酸 B. 稀硫酸 C. 稀盐酸 D. 浓硝酸3. 指出影响电极电势大小的因素是( D )A. 电极的种类 B. 溶液的浓度 C. 环境温度 D. 以上三种 三、判断题：判断下列说法是否正确，在正确的题后(内打V;在错误的题后打X(每小题1分，共10分)1. 本实验中原电池Cu(s) I CuSO4(m]) II CuSO4(m2)丨Cu(s)丨为一浓差电池， 试比较m]和m2的大小，并分别写出两极的半反应类型及半反应方程式 答案提示：m1

II减小液接界，减小接界电势 选择盐桥应注意的问题：I作为盐桥的电解质溶液中的阴、阳离子的迁移数应尽量趋于相同II盐桥溶液的浓度越大，液体接界电势降低的幅度越大，故盐桥溶液应用饱 和溶液III盐桥溶液的电解质不能与欲放人盐桥的溶液发生反应，如产生沉淀或气体 等3. 简述本实验由制作的电极所带来的误差原因及解决手段答案提示：I .密封不好：可能漏气、有气泡、漏液都密封不好；排除气泡，夹子夹好 蜡密封I .锌棒的处理：制作好的锌汞齐表面被氧化；锌汞齐制好后尽快地放入硫 酸锌溶液中III.铜棒的处理；①新镀上的铜不均匀；电流大约20mA，时间20〜30min., 期间常转动一下铜棒②新镀上的铜被氧化；制好后尽快地放入硫酸铜 溶液中W.电极的养护：电极和液面之间没有建立好平衡；电极制作好之后，放在 待测的溶液中，养护数分钟，使得电极和液面建立好平衡五、操作题1. 制作锌电极答案提示① 处理锌电极：洗硫酸约20s浸洗，自来水洗，蒸馏水洗② 浸入饱和硝酸亚汞溶液中5s,吸水纸擦净，擦后的吸水纸要放入专用的具塞 的广口瓶中③ 处理好的电极塞入洁净的电极管中，电极插入要在合适处，不能太高或者触到 底部，检查不能有漏气处，否则可蜡封。

④ 用电极管的虹吸管吸入0.1000ZnS04溶液，液面略高于电极1cm⑤ 查是否漏气，将制作好的电极管放入盛放0.1000ZnSO4溶液中静养数分钟，使 得电极和溶液之间建立好平衡2. 制作铜电极答案提示：① 处理铜电极：洗硝酸浸洗3min.水洗② 将铜电极连接到电镀的线路中进行电镀， 20mA,30min③ 处理好的电极塞入洁净的电极管中，电极插入要在合适处，不能太高或者触到 底部，检查不能有漏气处，否则可蜡封④ 用电极管的虹吸管吸入0.1000CuS04溶液，液面略高于电极1cm⑤ 查是否漏气，将制作好的电极管放入盛放0.1000CuS04溶液中静养数分钟，使 得电极和溶液之间建立好平衡3.测量电池 Zn(s) I ZnS04(0.1000 mol L-1) II KCl(饱和)丨 Hg2Cl2-Hg(s)的电动势 答案提示：① 组装原电池② 连接线路，注意原电池的正负极和数字电位差计的正负极的接法③ 测量六、实验操作及注意事项1. 洗净烘干四只5ml烧杯和三只电极管2. 处理铜电极和锌电极注意事项：① 铜电极和锌电极分别在洗硝酸浸洗 3 分钟和在洗硫酸浸洗 20s.② 洗好的铜电极放入电镀池中电镀， 20mA,30min③ 洗好的锌电极放入饱和硝酸亚汞溶液中浸泡5s,吸水纸擦净，擦用过的吸水 纸要放入专用的具塞广口瓶中④ 硝酸亚汞剧毒，禁皮肤接触，更禁入口3. 处理好的电极插入电极管中注意事项① 电极插入要在合适的位置，不要触到电极管的底部② 电极管漏气处可蜡封③ 蜡封操作在专用的托盘中进行，禁在电炉上操作。

蜡封时勿将蜡液洒到实验 台上或地上4. 将电极管的虹吸管插入相应的标准溶液中，用洗耳球自电极管的支管吸气， 将溶液吸入电极管中，液面略高于电极1cm，停止吸气，夹紧夹子观察电 极管是否漏气，是否有气泡，是否漏液若有，重新制作5. 制作好的电极，虹吸管管口插在相应溶液的烧杯中，养护数分钟，使得电极 和液面建立好平衡6. 组装原电池7. 用数字电位差计测量原电池的电动势注意事项：① 数字电位差计因在出厂前已校对，不需要再校准② 电位差计的正负极和原电池的正负极接法要准确③ 平行测量三次，只需将数字电位差计上的数字打乱，重新测量即可8. 实验结束后，地面和实验台上的石蜡要清楚干净；存放擦拭硝酸亚汞的吸水 纸，倒入指定的回收器中；甘汞电极用后要塞上塞子，放入专用盛有饱和 KCl 的烧杯中物化实验十二 离子迁移数的测定一、填空题：在下列空格中填入正确答案得分1. 在电场作用下，电解质溶液的导电在溶液中依靠 正、负离子 向两极迁移，在 和溶液交界处依靠电极反应，这两部分构成了电解质溶液的导电2. 电解完成后，迅速取出库伦计中 阴极 铜片，清洗 烘干 后在分析天平上称重，记下数据3. 在含有 CuSO4 溶液的电解池中，以铜电极作为阴阳极，每通过 1F 电量(96500C),理论上应该在两极上发生反应的物质的量n为 0.5mol 。

得分二、选择题：下列每题只有一个正确答案，从 A、 B、 C、D 选项中选出一个填入括号“( )”中1. 稀托夫法测CuSO溶液中CU2+离子迁移数时，下列说法不正确的是(C).4A. 中间区浓度基本不变 B. 阴极区浓度减少 C. 阳极区浓度减少D. 回路中的电量即可由电量计求得，也可用 It 算出2. 通入4F电量，含Cu2+的溶液中最多析出Cu的克数约为(D).A. 4 B. 64 C. 32 D. 1283. 已测出(NH4)2SO4溶液中SO42-的迁移数为0.4，则NH4+的迁移数为(A ).A. 0.6 B. 0.4 C. 0.2 D. 0.3得分三、判断题：判断下列说法是否正确，在正确的题后(内打V;在错误的题后打X1. 溶液中导电的正、负离子迁移速率和带电量不一定相同，但正、负离子带电量之和等于电解时所通过的电量 ( V )2. 通电结束后，应该先从中部区放出溶液，再放出阴极区，最后放出阳极(X)3. 实验开始后，先把库仑计的阴极铜片进行酸洗水洗烘干称重，把线路接好， 库仑计的阴极铜片放入电解液中，然后开启电源，立即计时 ( X )四、简答题(择其要点,简要回答)1. 简述希托夫测定迁移数的基本原理。

答案提示：在 Hittorf 迁移管中装入已知浓度的电解质溶液，接通稳 压直流 电源，这时电极上有反应发生，正、负离子分别向阴、阳两极迁移通电一 段时间后，电极附近溶液浓度发生变化，中部基本不变小心放出阴极部（或 阳极部）溶液，称重并进行化学分析，根据输入的电量和极区浓度的变化， 就可计算离子的迁移数2. 简述铜库仑计测量通过电解池总电量的基本原理答案提示：铜库仑计是用两个铜片作正、负极，以含有一定 CuSO4 的混合 液作为电解液铜库仑计中的电极反应为正极：Cu （s） ^2e 〜Cu2+负极： Cu2+ + 2e 〜Cu （s）保持较为恒定的电流密度2〜20 mA • cm-2为宜，通电一定时间如lh.后，立 即取出阴极的铜片，小心清洗烘干称重（电解前该铜片也要清洗烘干称重）， 算出所沉积的铜的物质的量，即可算出总电量 Q3. 简述用希托夫法测定离子迁移数的缺点，并且根据实验提出本实验的改进措 施答案提示：希托夫法的原理简单，缺点是不易获得准确结果，这是因为在实 验过程中很难避免由于对流、扩散、振动等而引起溶液相混，另外由于离子 的水化作用，离子在电场作用下带着水化壳层迁移，在计算中没有考虑这个 因素，故得到的迁移数常称为表观迁移数，也称为希托夫迁移数。

改进措施：本实验可在阴极区、阳极区连接中部区之处设置两个活塞或者用 橡皮管连接配以夹子，以便在电解后及时隔断三个区域防治容易相混五、操作题l. 按照实验要求，对库仑计的铜片进行处理，并按照要求连接好线路，到开始 计时答案要点：① 实验前要对库仑计的阴极铜片进行处理:稀硝酸浸洗（约2mol ・L-1,约3min.）, 水洗，蒸馏水洗② 烘干（110°C., 5min.）,取出冷却，称重，准确到0.0001g③ 连接线路（迁移管中已装入 CuSO4 溶液），铜片亦是，但阴极的铜片暂不能 放入溶液中④ 开启稳压电源，调节电流约为 20mA 左右⑤ 将阴极铜片放入库仑计中，立刻计时六、实验操作及注意事项1. 将迁移管、一只锥形瓶、两支铜电极、铜库仑计的阴极铜片洗净烘干 注意事项：① 迁移管自来水洗，蒸馏水洗，烘干② 铜电极和铜片要用稀硝酸浸洗3分钟，自来水洗，蒸馏水洗，再烘干③ 铜片烘干后，冷却，分析天平称重，准确到 0.0001g2. 装入0.1000CuS04溶液，并将烘干后的铜电极转入迁移管中注意事项：① 溶液要高于中部区，但仅仅略高于，不能太多，以免接下来放入电极的时候 溶液溢出；② 放入电极，电极不能塞紧，要有一定的缝隙③ 注意液面要略高于中部区，更不能溢出3. 连接线路。

注意事项：① 电源的正负极和电解池、库仑计的阴阳极② 库仑计的阴极铜片暂不放入库仑计中4. 开启稳压电源，调节电流 20mA 左右放入阴极铜片，立刻计时电解 1 小 时注意事项① 电解的过程中，电流不宜过大，否则沉积的铜疏松，易脱落；也不宜过小， 否则沉积的铜量过小，由于铜有溶解，导致误差太大② 放入阴极铜片，电解开始，要立即计时5. 电解期间，标定电解前的CuSO4溶液，称重洁净干燥的锥形瓶（准确。