普通化學輔導:普通化學實驗常見問題


1. 在我們所做的鹵素性質實驗后有一道思考題:
當碘離子和溴離子濃度差別較大時,怎樣才能分別鑒定?
還有一個問題:
實驗中氯氣先氧化碘后氧化溴離子,這是否是熱力學和動力學之間差異引起的結果呢?
(碘酸的電極電勢高于溴的)這種解釋是否一定要根據實驗結果來解釋而不可能加以預測呢?
答:關于如何鑒別I-和Br-(濃度差別較大時),關鍵在于如何除去干擾,使實驗現象更明顯。當[I-]遠小于[Br-]時,Br-易于檢出,而I-容易被掩蓋。那么在加入氯水至過量后,先用CCl4萃取分離Br2。然后用還原劑(例如亞硫酸鈉)回滴,再用CCl4檢出I2。反之,若[I-]高,則需要加氯水至I2消失,使I2完全轉化為IO3-,然后用CCl4檢出Br2。
關于“實驗中氯氣先氧化碘后氧化溴離子”,除取決于標準電極電勢外,還與pH值有關(可以比較一下堿表和酸表中IO3-/I2的電極電勢。
2. 請問,在二苯胺(是NH-(C6H5)2么?)的濃硫酸溶液,加入硫酸酸化的NaNO3溶液,在界面處出現藍色環,請問藍色的是什么物質?是二苯胺的某種氧化產物么?那具體是什么呢?另外,應該不會是N2O3的濃硫酸溶液吧?請問具體的反應式是什么呢?又為什么會形成藍色的環?
答:在硝酸存在下,二苯胺首先形成二聚物(苯環對位相連)。然后,同樣在硝酸存在下,上述二聚物轉化為藍色醌類產物。
形成藍色環,主要是由于產物為油性物質,量少、比重小且不溶于水。所以會飄浮于器壁附近。
實際上,這種環狀產物的形成還與反應動力學過程有關。當反應物相對擴散時,會形成反應前沿,在溶液中出現反應物濃度的振蕩(高低錯落),從而使反應體系出現有序的結構或圖案。
3. 《普通化學實驗》188頁:在3滴含硝酸根和亞硝酸根的溶液中,滴加2mol/L硫酸酸化,在加幾滴四氯化碳和兩滴1mol/L KI,振蕩,若有機層顯紫色,則表示存在亞硝酸根。
請問: 硝酸根是否會影響?現象是否與離子濃度有關?
答:與[H+]有關。稀酸溶液中,亞硝酸氧化性更強;濃酸溶液中,硝酸氧化性更強。如果你對硝酸是否會有干擾感到懷疑,那么可以單獨用硝酸根重復一下上述實驗步驟,就可清楚了。
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4.請教一個問題:
在《普通化學實驗》中,提到“可以先修約,再計算”,那末請看:
2.355*3.2=
2.355
?
3.2
* ?
------------------
4 7 1 0
????
7 0 6 5
+ ?
-------------------
7.5 3 6 0
???? 結果為7.5
而如果先修約,則 2.355=~2.4 2.4*3.2=7.68=~7.7
這樣,7.5和7.7,孰對,孰錯? 請求指教!謝謝!
答:關于有效數字的問題,大家似乎或多或少存在一些問題, 就你舉的這個例子而言――兩個結果都是可以說是對的(只是第二種方法的結果精度可能會稍差),事實上將來大家也會發現用由于休約引起一些誤差也不少見。
其實,課本上的這個例子本意是想要說明:兩個有效數字位數相差比較多的時候相乘(或者相加)如果一味要保留過多的位數是沒有意義,7.5360就是這樣,遇到這種情況,為了謹慎起見,我們可以這樣做:
1.按照"先計算,后休約"的方法處理(上述方法1);
2.就是對有效數字位數比較多的那個乘數休約時保留的位數比位數少的多保留一位――以上題為例,3.2――兩位有效數字, 2.355――休約為2.36(保留三位有效數字),相乘結果再休約成兩位――3.2×2.36=7.552――再次休約,7.6。
所以有效數字問題確實有時候比較煩瑣,特別是我們在追求一定精度時,一方面其取舍常會帶來一些的偏差,另一方面數據保留位數過多又會沒有意義,常常很難兩全其美――但現在要求大家的是掌握有效數字的概念和處理數據的方法,至于計算結果我們會根據實際情況設定"取值范圍", 所以同學們不必過于擔心。
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