化学实验报告.docx
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化学实验报告.docx
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化学实验报告
实验一:
光电分析天平的使用
一、实验目的
1、学会光电分析天平的使用。
2、学会用减量法称取石英砂。
二、仪器和药品
1、仪器:
单盘天平、烧杯、称量瓶。
2、药品:
石英砂。
三、实验内容
用减量法称取约0.5克左右的石英砂(应读至0.0001g)。
1、在单盘天平上先粗称烧杯,后精确称量烧杯重为G1=27.2387克.
2、精确称量称量瓶加石英砂重量设为G2=23.8739克
3、左手将纸条套在称量瓶上,从天平上取下称量瓶,用右手将另一纸条套在称量瓶盖上,取下瓶盖,慢慢将称量瓶倾斜,用盖轻敲称量瓶口使石英砂倾入烧杯中,当倾入烧杯的石英砂估计接近0.5g时,将称量瓶慢慢竖起,一面用盖轻敲称量瓶口,使粘在瓶口边上的石英砂落在烧杯中或落在称量瓶中,盖好瓶盖。
3、再次准确称量称量瓶加石英砂的重量。
重量为G3=23.3708克,前后两次的称量之差为所称石英砂重量G2-G3=W1=0.5031克
4、精确称量烧杯加石英砂的重,为G4=27.7420克,G4-G1=W2=0.5033克。
四、数据计算
空烧杯重为G1=27.2387克、烧杯加石英砂重为G4=27.7420克,
所以,加入烧杯中的石英沙的重量为:
G4-G1=W2=0.5033克。
称量瓶加石英砂重量设为G2=23.8739克、称量瓶加石英砂的重量(已倒出一部分)
为G3=23.3708克。
前后两次的称量之差为(即倒出的石英砂重量)G2-G3=W1=0.5031克
两次的误差为:
0.5033克-0.5031克=
所以,本次称量的绝对误差为。
五、误差分析
1、天平本身的系统误差。
2、称量过程中到出石英沙时有误差。
<完>
实验二化学反应热效应的测定
一、实验目的
1、测定锌粉与硫酸铜反应的热效应,了解测定反应热效应的一般原理和方法。
2、进一步练习使用分析天平。
3、掌握容量瓶、移液管、量筒的正确使用方法。
4、掌握配置准确浓度溶液的方法。
5、练习运用作图法处理实验数据,测出反应的热效应。
二、实验原理
化学反应总是伴随着能量的变化,这种能量的变化通常称为反应热效应。
本实验采用普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量反应热效应。
使用量热计测定反应热效应,首先要知道量热计的热容,即量热计温度升高一度所需要的热量。
因为在量热计中进行化学反应所产生的热量,除了使反应溶液的温度升高,同时也使量热计的温度升高。
因此在恒压下反应产生的热效应或焓变,应为
Qp=△H=±[△T·c·V·d/n+△T·c′/n]
式中△H—反应的焓变(kJ/mol);
△T—反应前后溶液温度的变化(T);
c—溶液的比热(J/g·K);
c′—量热计热容(J/K);
V—溶液的体积(mL);
d—溶液的密度(g/mL);
n—V毫升溶液中溶质的物质的量。
本实验中,能否测得准确的温度值是实验成败的关键。
为了得到较准确的温度变化△T,除了精细观察反应始末的温度外,还要对影响△T的因素进行校正。
其方法是在反应过程每隔一段时间记录一次温度,然后用温度对时间作图,绘制温度-时间曲线(如图所示)。
将曲线上的CB线段延长,外推与纵轴相交于D点,则D点表示由外推法得到的温度上升的最高值。
A点是反应前温度,所以DA所示的温度差即为较准确的△T。
三、仪器和药品
1、仪器:
分析天平、台秤、保温杯量热计、温度计(-5~+50℃,1/10刻度)、容量瓶(150mL)、移液管(50mL)、吸气橡皮球、干擦布、烧杯(100mL)、玻璃棒、洗瓶、量筒(50mL)、秒表。
2、药品:
硫酸铜(固,分析纯)、锌粉(化学纯)
四、实验步骤
(一)测定量热计热容c′(由于此数值不大,我们忽略不计)
(二)准确浓度(L)的硫酸铜溶液的配制
1、CuSO4·5H2O的称量
计算配制L硫酸铜溶液所需CuSO4·5H2O的重量为3.7830克。
首先在分析天平上粗称出烧杯的重量,然后在分析天平上精确称出烧杯的重量。
取出烧杯,往烧杯中加入计算好的硫酸铜重量,然后在分析天平上准确称出烧杯加硫酸铜的重量。
数据如下:
烧杯重量/g
烧杯+硫酸铜重量/g
硫酸铜重量/g
2、硫酸铜的溶解
在称好硫酸铜的烧杯中,加入约30mL去离子水,用玻璃棒搅拌。
溶解后将溶液沿玻璃棒小心转移到150mL容量瓶中,再继续加去离子水,冲洗烧杯玻璃棒二到三次,将冲洗液转移至容量瓶中。
最后加水于容量瓶至刻度线,盖好瓶盖,将瓶内溶液混合均匀备用。
(三)化学反应热效应的测定
1、用台秤称取1.5g左右的锌粉。
待用.
2、用配好的硫酸铜溶液洗涤移液管2-3次,然后准确移取100mL硫酸铜溶液,注入已经用水洗净且擦干的量热计(保温杯)中,将插有温度计及搅拌棒的橡皮塞紧密的塞在保温杯上。
3、当溶液与量热计之间温度达到平衡而保持恒定后。
记录下该温度。
读出保温杯的初始温度为度.
4、迅速将称好的1.5g左右的锌粉倒入硫酸铜溶液中,立即盖严盖子,仍不断搅拌并继续每隔30秒钟记录一次温度,记录到最高温度后再继续测定3分钟。
时间/s
0
30
60
90
120
150
180
210
240
温度/℃
五、数据计算
1计算配制L硫酸铜溶液所需CuSO4·5H2O的重量为3.7830克
2)测出此次保温杯在反应中升高的温度为度
3)计算反应的热效应为:
Qp=△H=-[△T·c·V·d/n]=-千焦.mol-1
4)此反应的热效应的理论值为-千焦.mol-1。
所以此次实验的误差为%
六、误差分析
1、称量时产生误差.
2、配置溶液时产生误差。
3、反应时温度读数有误差,保温杯保温有误差。
《完》
实验三污水中六价铬离子的测定
一、实验目的
1、通过实验使学生掌握重金属离子污染物的测定方法
2、了解分光光度计的使用
二、方法原理
本实验是通过测定不同浓度铬标准溶液的吸光度A,并作出吸光度A和质量m的标准曲线,在测定污水的吸光度A,据此,从标准曲线中查出污水中铬的质量。
从而计算污水中Cr(VI)的浓度。
在酸性溶液中,六价铬与二苯碳酰二肼(DPC)反应,生成紫色化合物,其最大吸收波长为540nm。
1、标准曲线:
用已知的标准确定被测量(如浓度)与指示量(如吸光度)之间的关系,并用一条曲线来表示。
在样品测得信号值后,从标准曲线上查得被测物的含量。
2、空白实验:
用蒸馏水代替试样的测试。
在测试中除用蒸馏水代替样品外,欺他所加试剂和操作步骤均与样品测定草做完全相同。
在实验中,应尽量将降低空白实验值,并减小空白实验值的波动性,以降低分析方法的检出限和提高精密度。
三、方法的使用范围
本实验方法适用于地面水和工业废水中六价铬的测定。
本方法最低检出浓度为·L-1,使用10mm比色皿,测定上限浓度为1mg·L-1
四、仪器器皿及药品
1、仪器及器皿
分光光度计、10mm比色皿、50mm比色管、锥形瓶、容量瓶、移液管等。
2、试剂
(1)1+1硫酸
(2)1+1磷酸
(3)铬标准贮备液:
用分析天平称取在120℃干燥2h的重铬酸钾(优级纯)0.1414g,用去离子水溶解后,移入1000ml容量瓶中,用水稀释至标线摇匀备用。
每毫升含六价铬。
(4)铬标准液:
用移液管取铬标准贮备液于50mL容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀备用。
使用当天配制。
(5)丙酮
(6)显色剂:
称取0.5g二苯碳酰二肼粉末,逐渐加入25mL丙酮中,待全部溶解之后,加入25mL去离子水边加边搅拌,摇匀,贮于棕色瓶中并置于冰箱中保存,色变深后不可使用。
五、实验步骤
(一)样品预处理
1、样品中不含悬浮物,低色度的清洁地面水可以直接测定,样品可以不进行预处理。
2、色度校正:
如水样有色但不太深,则另取一份水样,在此水样中加入各种试剂后进行与待测溶液的同样操作时,以2mL丙酮代替显色剂,最后以此水样代替水作为参比来测定待测水样的吸光度。
3、锌盐沉淀分离法:
对混浊、色度较深的水样可用下列方法进行预处理:
取适量水样置于150mL烧杯中,加水至50Ml,滴加%氢氧化钠溶液调节pH值为7-8,不断搅拌下滴加氢氧化锌共沉淀剂至溶液pH值为8-9,将此溶液转移至100mL容量瓶,用水稀释至标线,用慢速滤纸过滤,弃去10-20mL初滤液,取其中滤液于比色管中供测定。
(二)标准曲线的绘制
向6支50mL比色管中,用移液管分别加入,,,,,铬标准液,分别加1+1硫酸,1+1磷酸,用水稀释至标线,摇匀,每支比色管中分别加入显色剂,摇匀,溶液逐渐变成深浅不同的红色。
铬标准溶液体积/mL
铬含量/ug
吸光度
测得的吸光度经空白校正过后,以纵坐标表示吸光度,横坐标表示六价铬含量,绘出六价铬含量的标准曲线。
标准曲线
(三)样品测定
用移液管取2mL无色透明水样或经处理的水样,置于50mL比色管中,用移液管加1+1硫酸,1+1磷酸,用水稀释至标线,摇匀。
加入显色剂,摇匀,放置10min后,于540nm波长处,用10mm比色皿,以水作参比,测定吸光度并经空白校正,从标准曲线上查得六价铬的含量。
所测水样吸光度为:
由标准曲线查得六价铬含量为:
(四)计算
六价铬的质量浓度ρ/mg·L-1=m/V
式中m—由标准曲线查得六价铬的质量(ug)
V—水样体积(mL)
实验四醋酸解离常数的测定及缓冲溶液的性质
一、实验目的
1、学会用酸度计测定弱电解质(醋酸)的解离度和解离常数。
2、学习用酸度计测定溶液pH值的方法。
3、通过实验巩固和加深对弱电解质解离平衡的理解。
4、学习缓冲溶液的配制方法并了解缓冲溶液的性质。
5、熟练掌握各种浓度溶液的配制和正确使用滴定管的方法。
二、实验原理
一元弱电解质(弱酸或弱碱)的解离平衡常数K和解离度α存在如下关系,
三、仪器和药品
1、仪器:
PHS-3C型酸度计一台
50mL酸式滴定管2支、量筒(50mL、10mL)各一支、干燥的烧杯(100mL)6只、洗瓶、玻璃搅棒、滤纸。
2、药品:
HAc溶液(·L-1、已标定)、NaAc(mol·L-1)、HCl(mol·L-1、1mol·L-1)、NaOH(mol·L-1)、NH3·H2O(mol·L-1)、NH4Cl(mol·L-1)、标准缓冲溶液(pH为4-5,9-10)
四、实验步骤
(一)醋酸解离常数的测定
1、配制不同浓度的醋酸溶液
将3只烘干了的100mL烧杯按照1-3的顺序进行编号。
(1)从滴定管准确放已标定的mol·L-1醋酸溶液于3*烧杯中。
(2)从滴定管准确放已标定的mol·L-1醋酸溶液于2*烧杯中,然后从另一根滴定管准确放去离子水,并混合均匀。
(3)从滴定管准确放已标定的mol·L-1醋酸溶液于1*烧杯中,然后从另一根滴定管准确放去离子水,并混合均匀。
2、测定不同浓度的醋酸溶液的pH值
用酸度计由稀到浓测定1*至3*烧杯中溶液的pH值,并将数据记录如下:
烧杯编号
HAc的体积(mL)
水的体积(mL)
配制的HAc浓度(mol·L-1)
pH值
1
2
3
0
3、数据记录及结果处理
实验温度:
编
号
项
目
1
2
3
Kα平均
CHAc/mol·L-1
pH值
[H+]/mol·L-1
α
Kα
(二)缓冲溶液的配制及性能
1、HAc-NaAc缓冲溶液的配制
用量筒取HAc和NaAc(均为mol·L-1)溶液各20mL,倒入50mL烧杯中混合均匀,备用。
2、用酸度计测定下列缓冲溶液的pH值,根据实验总结出缓冲溶液的主要性质
(A)测定上面配制的40mLHAc-NaAc缓冲溶液的pH值,并计算该缓冲溶液pH值的理论值。
(B)在40mL缓冲溶液中加入1mLHCl(mol·L-1),用玻璃棒搅匀后测定其pH值。
(C)在上述(B)溶液中加入2mLNaOH(mol·L-1),用玻璃棒搅匀后测定其pH值。
(D)在上述(C)溶液中加入2mL去离子水,用玻璃棒搅匀后测定其pH值。
(E)在上述(D)溶液中加入3mL较浓的HCl(1mol·L-1),观察pH值有何变化。
溶液编号
A
B
C
D
E
pH值
3、用NH3·H2O(mol·L-1)和NH4Cl(mol·L-1)配制50mLpH值为10的缓冲溶液的设计方案,然后用酸度计测定其pH值以验证设计方案是否正确。
设计方案
检验结果
NH3·H2O体积/mL
NH4Cl体积/mL
pH值
实验五氧化还原反应
一、实验目的
1、了解电极电势与氧化还原反应的关系
2、实验反应物浓度对氧化还原反应的影响
3、实验溶液的酸度对氧化还原反应的影响
4、应用电极电势概念判断物质的氧化能力、还原能力的相对强弱
二、实验原理
1、氧化还原反应进行的方向
氧化还原反应进行的方向可以根据氧化还原反应吉布斯函数来判断:
△G<0反应能自发进行
△G=0平衡状态
△G>0反应不能自发进行
2、浓度对氧化还原反应的影响
浓度与电极电势的关系可以用能斯特方程来表示。
3、介质对氧化还原反应的影响
介质对氧化还原反应有很大的影响,某些反应必须在一定的介质中进行,某些反应则随介质不同产物也不同。
4、氧化还原的相对性
一个电对是发生氧化反应还是还原反应要与相作用的另一电对比较才能决定。
三、仪器和药品
1、仪器:
试管、试管架、洗瓶
2、药品
酸:
H2SO4(2mol·L-1)、HCl(浓,·L-1)
碱:
NaOH(6mol·L-1)
盐:
KI(·L-1、·L-1)、FeCl3(·L-1)、KBr(·L-1)、
K3[Fe(CN)4](·L-1)、NH4SCN(·L-1)、KMnO4(·L-1)、FeSO4(·L-1)、K2Cr2O7(·L-1、·L-1)、Na2SO3(·L-1)、MnO2(S)
其他:
CCl4、Br2水、I2水、淀粉溶液、H2O2(3%)、NH4F(10%)、碘化钾淀粉试纸
四、实验内容
(一)电极电势与氧化还原反应的关系
1、设计实验,根据实验结果排出Br2/Br-、/I-、Fe3+/Fe2+三个电对的电极电势大小次序。
2、用Br2水、I2水及FeSO4溶液设计实验,验证在实验一中所得到的结论。
3、在试管中加入2滴·L-1KMnO4和2滴·L-1K2Cr2O7,再加入2滴2mol·L-1H2SO4溶液,摇匀。
然后边振荡边加入·L-1Na2SO3溶液,溶液颜色由紫红转黄,再继续加入Na2SO3溶液,直到溶液变为绿色为止。
序号
离子方程式
实验现象
1
Fe3++2I-→2Fe2++I2
加入CCl4后,溶液分层,下层变成紫色
Fe3++Br-→
加入CCl4后,溶液分层,但下层没有出现橙色
2
Fe2++I2→
加入NH4SCN后,没有明显变化
Fe2++Br2→Fe3++Br-
加入NH4SCN后,溶液变成血红色
3
MnO4-+H++SO32-→Mn2++SO42-+H20
溶液颜色由紫红转黄,最后变为绿色(说明KMnO4先与溶液反应)
Cr2O72-+H++SO32→Cr3++SO42-+H20
(二)浓度对氧化还原反应的影响
1、取两支试管分别加入10滴·L-1的K2Cr2O7溶液,在加入2滴淀粉溶液和2滴2mol·L-1H2SO4溶液,然后向一支试管中加入2滴·L-1KI,另一支试管中加入2滴·L-1KI,混合均匀。
比较两支试管出现蓝色的快慢。
2、在试管中加入少量MnO2固体和2滴·L-1HCl溶液,微热,用湿的淀粉碘化钾试纸检验有无气体产生;用浓HCl重复实验。
3、Fe3+能氧化I-,而Fe3+能与F-形成FeF63-配离子,使Fe3+离子浓度显着降低,实验证明之。
序号
离子方程式
实验现象
1
Cr2O72-+H++I-→Cr3++I2+H20
溶液慢慢变浅蓝色
溶液迅速变深蓝色
2
MnO2+HCl(aq)→
无明显反应
MnO2+HCl(浓)→Mn2++Cl2+H20
瓶口有气体产生,该气体可使湿的淀粉碘化钾试纸变蓝
3
Fe3++F-→FeF63-
加入淀粉溶液后无明显变化
(三)酸度对氧化还原反应的影响
验证K2Cr2O7在酸性、碱性、中性介质中被还原的产物各不相同。
介质
离子方程式
实验现象
酸性
MnO4-+H++SO32-→Mn2++SO42-+H20
溶液变成无色澄清
中性
MnO4-+SO32-→MnO2+SO42-+H20
溶液浑浊
碱性
MnO4-+OH-+SO32-→MnO42-+SO42-+H20
紫色逐渐褪去,变成蓝绿色
(四)氧化还原的相对性
在2个试管中,分别加入3-5滴KI溶液和3-5滴K2Cr2O7溶液,然后在试管中各加入3-5滴H2SO4溶液,摇匀后加入3%H2O2观察溶液的变化,写出反应方程式。
序号
离子方程式
实验现象
1
I-+H2O2→I2+H2O
加入淀粉溶液后变蓝
2
MnO4-+H++H2O2→Mn2++O2+H20
产生大量的气泡,溶液由紫色变无色
《完》
实验六水的净化与水质检测
一、实验目的
1、掌握水的硬度测定
2、学习电导率仪的使用
3、了解自来水中含有的常见杂质离子和离子交换法净化水的原理和方法
4、掌握Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等离子的定性鉴定方法
二、实验原理
1、水的硬度测定
水的硬度测定方法很多,最常用的是EDTA配合滴定法。
水的总硬度可以表示为
总硬度=
2、水的净化
本实验用离子交换法使自来水中的Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl等离子与阴阳离子交换树脂进行交换,达到水的净化。
3、水的电导率
对溶液来说,电导率表示面积为1平方厘米,相距为1厘米的两平行电极间溶液的电导,单位为s·cm-1。
各种水样的电导率大致范围为:
自来水×10-2-3.0×10-1s·cm-1;去离子水为××10-7s·cm-1,最纯水(理论最小值)×10-8s·cm-1。
4、水中某些离子的检验
(1)Ca2+条件:
pH12-13;钙指示剂由蓝色变为红色
(2)Mg2+铬黑T法;镁试剂法
(3)SO42-SO42-+Ba2+=BaSO4(白色)
(4)Cl-Cl-+Ag+=AgCl(白色)
三、仪器和药品
1、仪器:
离子交换树脂装置、电导率仪、电导电极、移液管(50mL)、烧杯(50mL2个)、试管、量筒(5mL)、酸式滴定管(25mL)、吸耳球、锥形瓶、铁架、试管架
2、药品:
硝酸(HNO3,1mol/L)、氨水(NH3·H2O,21mol/L)、硝酸银(AgNO3,L)、氯化钡(BaCl2,11mol/L)、铬黑T指示剂、钙指示剂、镁试剂、NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液(pH=10)、EDTA标准溶液
四、实验内容
1、水的硬度测定
用移液管量取自来水于250mL锥形瓶中,加入5mLpH=10的缓冲溶液,摇匀后加入约一小勺铬黑T试剂,摇匀。
用标准EDTA溶液缓慢滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色,即为终点。
两次实验取平均值。
滴定序号
初始体积/mL
终点体积/mL
消耗EDTA/mL
总硬度/mol·L
1
2
平均
2、水的电导率测定
用DDS-11A型电导率仪测出自来水和去离子水的电导率。
水样
自来水
去离子水
电导率/us·cm-1
718
3、水中杂志离子的检验
检测离子
加入试剂
现象
结论
自来水
去离子水
自来水
去离子水
Ca2+
钙指示剂
变为紫红色
变为蓝色
有
无
Mg2+
铬黑T
变为红色
变为蓝色
有
无
镁试剂
出现蓝色絮状沉淀
无变化
有
无
SO42-
BaCl2+HNO3
白色混浊
无变化
有
无
Cl-
AgNO3+HNO3
白色混浊
无变化
有
无
《完》
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