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實驗一:溶液凝固點下降的測定 1、

重點提示 1. 含非揮發性溶質溶液的凝固點下降度數,與溶液的重量莫耳濃度成正。 ∆T f = K f × C m = K f ×

W質 M質

×

1000 W劑

2. 本實驗是利用冷卻曲線與加熱曲線,找出純溶劑環己烷之凝固點與溶有溶質溶液 的凝固點,以求得溶質的分子量。 3. 理論上純物質的熔點( m p )=凝固點( fp ),但由於實驗的誤差, 所以 m p ≠ f p 。這時可取兩者之平均值,視為溶劑之凝固點。 即 fp

=

a +b 2

(見右圖)

4. 如果測定的是溶液之 m p 與 fp =

mp + fp 2

f p ,則會有如右圖的結果。其

(mp 為溶液熔化完畢的溫度,fp 為溶液開始凝固

的溫度)

2、

練習題 1. 2. 3. 4.

本實驗以環己烷為溶劑來測定奈的分子量,其最主要原因為下列何者? (A)環己烷可作的溶劑 (B)環己烷的熔點不甚低,便於操作 (C)環己烷之 Kf 甚大,可避免產生大的誤差 (D)環己烷甚為安定 將某一有化合物 0.03 克溶於 1.20 克樟腦(分子量=152)中,測得凝固點為 172.5℃。純樟腦的凝固 點為 178℃ ,其莫耳凝固點下降常數為 40.0。該有機化合物的分子量約為何? (A)360 (B)182 (C)90 (D)72 某固體欲測其熔點,若此固體之熔化與凝固曲線如右圖,則其熔點應記為? (A)2.00 (B)l.95 (C)1.85 (D)1.80℃ 取等重量之葡萄糖;尿素(CO(NH2) 2;(C10H8),分別溶於 100 克的苯 中,則溶液的凝固點和溶液濃度的關係圖何者正確?

5. 甲:將環己烷冷卻每隔 30 秒測其溫度記錄結果如圖(a),完全凝固後再將其加熱每隔 30 秒 測其溫度記錄結果如圖(b)。 乙:將0.27 克加入環己烷 15 毫升(密度 0.768 克/毫升)中重覆(甲)的操作得圖(c)、(d)。

請根據實驗結果,回答下列問題。 環己烷的凝固點,為若干℃? 的環己烷溶液的凝固點為若干℃? 分子量的實驗值為若干? 分子式為 C10H8,分子量的理論值為 128,此項實驗之百分誤差為若干?


解答 (C)(B)(B)(A) 6.45℃2.03℃10617.2%

實驗二:化學平衡的移動 1、重點提示 1. 2CrO42− (黃色) + 2 H + → Cr2 O72− (橙色) + H 2O 受 pH 值影響。 2. 2 NO2 ( g ) (紅棕色) →  N 2 O4 ( g ) (無色) ∆H < 0 (放熱) 加壓(減小體積)平衡右移,顏色加深 ([ NO2 ]、[ N 2 O4 ]均變 大 )。 升溫平衡左移,顏色加深([ NO2 ]變大,[ N 2 O4 ] 變小,Kc 變小)。 3. 延伸實驗: MnSO4 溶於水為放熱反應,溫度愈高,其溶解度愈小, NH 4 Cl 溶於水為吸熱反應,溫度愈高,其溶解度愈大。

2、練習題 1.

→ Cr2 O72− + H 2 O 平衡系中加入下列物質有何變化? 於 2CrO42− + 2 H +  (A)CH3COOH (B)CH3COONa (C)Pb(NO3)2 (D)C2H5OH(酸性下)

2.

以下列裝置在中間的試管收集濃硝酸和銅線反應所產生的氣體,何者可使收集到的氣體中,空 氣的含量減到最少?

3.

→N 2 O4 ( g ) 平衡實驗的敘述,何者錯誤? 下列有關 2 NO2 ( g )  (A)NO2 的製備是將銅和濃硝酸混合並須加熱之 (B)最初所生 NO2 因混有空氣,故須先導入 NaOH 濃溶液吸收之 (C)分別將裝 NO2 及與等量空氣之兩注射筒置入熱水浴,則兩者體積增加 量相等 (D)升高溫度或加大壓力均可使該平衡系的顏色加深 (E)NO2 為無色氣體,而 N2O4 為紅棕色氣體 在兩隻 100mL 注射筒內裝入相同的混合氣體 80mL,此混合氣體含有已達 到平衡的 NO2(紅棕色)和 N2O4(無色)兩種氣體,裝置如右圖。下列那 些有關此平衡系的敘述是正確的? (A)兩筒內 NO2 的莫耳數一樣多 (B)壓下槓桿五秒鐘後,右筒內的顏色加深 (C)壓下槓桿五秒鐘後,兩筒內的顏色不變 (D)壓下槓桿五秒鐘後,再將槓桿拉回原位,經過一段時間後,兩筒內的顏色一樣 (E)此平衡系的反應式,其係數總和為 3

4.

5. 寫出銅與濃硝酸作用的反應式?估計 1 克的銅可產生 NO2 (1atm,25℃)? 解答

氣體多少升

1.(A)平衡右移,變橙色(B)因 CH3COONa 呈鹼性,平衡左移,變黃色


(C)因生成 PbCrO 4 ( s ) 黃色沈澱,平衡左移(D)因 Cr2 O72 − 會將 C2H5OH 氧化為醛,平

衡 右移,溶液呈綠色( 3C 2 H 5OH + Cr2 O72 − → 3CH 3CHO + 2Cr 3+ ( 綠色 ) + 7 H 2 O ) 2.(C)3.(A)(C)(E)4.(A)(B)(D)(E) 5. Cu + 4 HNO3 ( 濃) → Cu( NO3 ) 2 + 2 NO2 + 2 H 2 O ,0.772 升


實驗三:平衡常數的測定 1、

重點提示

→ FeSCN 2 + (血紅色) 1、 比色法求 K c  Fe 3+ + SCN −  利用 C1 × h1 = C 2 × h2 來求出[ FeSCN 2 + ]

2、 延伸實驗是以觀察不同指示劑在不同 pH 值之變化,再透 過比色法來推測未知溶 液的[ H + ],並藉此求得弱酸的 K a 。 3、 指示劑一般為有機酸 (或鹼),以石蕊為例(用 HIn 表示),HIn 為酸型(呈紅色), In-為鹼型(呈藍色)。Hin →H++ In-,在酸中平衡左移,呈紅色,在鹼中平衡 右移,呈藍色。 4、 吸量管及安全吸球的使用操作法(見右圖): 1 使用安全吸球,按 1 位置先將橡皮球壓扁,排出空氣。  按 2 位置,緩緩吸取溶液移至吸量管內。 1 溶液至吸量管的刻線,眼睛需與刻線成水平。 2 移出吸量管,按 3 位置,將溶液放出流入待裝的容器中。  3 吸取溶液的過程要避免溶液跑入橡皮球。 

2、 1.

2.

3. 4.

5.

3

練習題

+ − 2+ 今欲測定 Fe(3aq ) + SCN ( aq ) → FeSCN ( aq ) 的平衡常數,做了下列實驗 取兩支大小相同的試管,分別標記為#1 和#2,並分別加入 0.002M KSCN 5 mL 在#1 試管中加入 0.2M Fe(NO3) 2 5mL 取 10 mL 0.2M Fe(NO3) 2 並加水稀釋為 25mL,再取出 5 mL 加於#2 試管 #1 和#2 試管各繞上不透光紙,並垂直由管口向下俯視,用滴管吸出#1 試管中之溶液直到兩溶液 h1 的顏色相同,量得其高度比 = 0. 87 則下列敘述,何者正確? h2 + − (A)#1 試管的溶液為標準溶液 (B)#2 試管的溶液為標準溶液 (C) FeSCN (2aq ) 為血紅色,但 SCN ( aq ) [ FeSCN 2 + ] + − 2+ + − 2+ 為無色 (D) Fe(3aq (E) Fe(3aq ) + SCN ( aq )  FeSCN ( aq ) 的 Kc = ) + SCN ( aq )  FeSCN ( aq ) 的 [ Fe3+ ][ SCN − ] Kc 之值為 1.7 ×10 −2 使 10mL, 2 ×10 −3 M KSCN 與 10mL, 3.2 ×10 −2 M Fe( NO3 ) 3 混合,將此混合液與含 1.0 ×10 −3 M 的 FeSCN 2+ 比色,當顏色深淺一樣時,高度比為 10:7,則 Fe 3+ + SCN −  → FeSCN 2+ 之平衡常 數為若干? 某單質子酸 0.20M 以剛果紅試之得紅色,以溴瑞香草藍試之得黃色,以石蕊液試之得紅色。則 此弱酸溶液的 pH 值約為若干? 剛 果 紅 藍 3.1~5.0 紅 此弱酸的解離常數 Ka 約為若干? 溴 瑞 香 草 藍 黃 6.4~8.2 藍 下列對酸鹼指示劑之敘述,何者正確? 石 蕊 紅 5.2~8.2 藍 (A)酸鹼指示劑本身可視為一種弱酸或弱鹼 (B)可利用甲基橙之標準酸液來比較測定未知酸之[ H + ]  (C)在酸鹼滴定中指示劑用量可任意使用 (D)若測定 CH3COOH 之濃度以 NaOH 滴定時,最好選用甲基橙為指示劑 B (E)強酸強鹼滴定一般 pH=3~10 範圍內變色的指示劑均可用  欲以安全吸球吸取定量溶液,但不慎吸進太多,現欲將之放出一部份,應如 何操作最正確? (A)壓點 (B)同時壓下點及 B 球 (C)先壓 B 球再壓點 (D)先壓點再壓點 

解答

(A)(C)(D)152.55.1 3.2 ×10 −10 (A)(B)(E)(A)


實驗四:溶解度與溶度積常數 1、

重點提示 1 2

1、 利用兩種方法來測定 PbCl 2 的 K sp = [ Pb 2 + ][Cl − ]2 = 4[ Pb 2 + ]3 = [Cl − ]3 : 由溶解度來求配 PbCl 2 的飽和溶液,計算溶解前後的質量差,可得溶解的 PbCl 2

之 mol 數,再將其除以溶液體積得 [ Pb 2+ ] 。 沈澱法在 PbCl 2 飽和溶液加入過量 AgNO3 使生成 AgCl( s ) (白色),再將 AgCl( s ) 過 濾、烘乾、秤重,求出 AgCl( s ) 的 mol 數,它即為 Cl − 的 mol 數,據此算出 [Cl − ] 2、 延伸實驗係透過測定 [ Pb 2+ ] 來求得 PbCl 2 的 K sp 沈澱法在 PbCl 2 飽和溶液加入過量 Na 2 C 2 O4( aq ) 使生成 PbC 2 O4( s ) (白色),再將 PbC 2 O4( s )

過濾、烘乾、秤重,求出 PbC 2 O4( s ) 的 mol 數,它即為 Pb 2 + 的 mol 數,

據此算出 [ Pb 2+ ] 滴定法利用 KMnO4( aq ) 來滴定上述濾液中殘餘的 C 2 O42− ,以求 得殘餘 C 2 O42− 的 mol 數。將原本加入的 C 2 O42− mol 數減去殘餘 C 2 O42− 的 mol 數, 即為與 Pb 2 + 形成沈澱的 C 2 O42 − mol 數,也就是溶液中 Pb 2 + 的 mol 數。據此算出 [ Pb 2+ ] 。 反應方程式 5C 2 O42(−aq ) + 2 MnO4−( aq ) + 16 H (+aq ) →10CO2( g ) + 2Mn(2aq+ ) + 8H 2 O( l )

2、 1.

練習題 有關 PbCl 2 的溶解度之實驗結果如下:  PbCl 2 原質量=5.03 克 蒸餾水=100mL 濾紙重=0.59 克 剩餘 PbCl 2 和濾紙重=4.79 克 試問下列的敘述,何者正確?(B)(C)(D)(E) 1 2

(A)溶解的 PbCl 2 重量為 0.24 克,且溫度升高,溶解量會增加 (B)溶液中 [ Pb 2+ ] = [Cl − ] =

2.

3.

0.0295M (C) PbCl 2 的溶解度為 0.0295M (D) PbCl 2 的 Ksp= [ Pb 2 + ][Cl − ]2 =4S3= 1.03 ×10 −4 (E)用冰水洗濾紙上之 PbCl 2 的目的除了可使吸附於 PbCl 2 表面之 Pb 2 + 或 Cl − 沖掉外,冰水尚 可防 止 PbCl 2 的溶解而影響實驗結果 過濾未溶之氯化鉛時為何先用冰水洗滌後,再用丙酮洗滌?(A)(B)(E) (A)冰水可洗去氯化鉛表面附著的離子 (B)溫度低可將氯化鉛固體溶解量儘量減小 (C)可溶解更多氯化鉛 (D)冰水洗滌為了容易乾燥以便稱重 (E)用丙酮洗滌可使氯化鉛易乾 下列有關 PbCl 2 的各項敘述,何者正確?(A)(C) (A) PbCl 2 易溶於熱水,但難溶於冷水 (B)若 PbCl 2 的溶解度為 aM 則 Ksp 為 a 2 (C)若 PbCl 2 的飽和溶液 [ Pb 2 + ] = bM 則 Ksp 為 4b 3 (D)若 PbCl 2 的飽和溶液 [Cl − ] = cM Ksp 為 4c 3

4.

為了測定氯化鉛的溶度積 Ksp,把 25mL 氯化鉛的飽和溶液通過氫離子型陽離子交換樹脂管柱, 並讓水通過交換管柱充分沖洗。收集流出液,用 0.03M NaOH 進行滴定,達當量點耗去鹼液 26.5mL。試求 PbCl 2 的 Ksp? 1.6 ×10 −5


實驗五:電解與電鍍 1、

乙 + -

重點提示  右圖為電解 KI ( aq ) 之裝置,試會達下列問題: 發生在甲電極的半反應: 2 I − → I 2 + 2e − 發生在乙電極的半反應: 2 H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − 陽極所生成的碘與溶液中的 I − 反應生成棕色的 I 3− 。 由於達成 I 2 + I − → I 3− 平衡,故可用 CCl4 來萃取 I2。 陰極產生的 OH − ,可讓酚變紅,並可和 FeCl 3( aq ) 作 用,生成褐色的 Fe(OH ) 3( s ) 沈澱電解一段時間後,棕色的 I 3− 逐漸向另一極擴散, 但最後只會在 U 型管底部產生一明顯的介面,乃因與陰極擴散與陰極擴散過來 的 OH − 發生如下的自身氧化還原反應: 3I 2 + 6OH − → 5I − + IO3− + 3H 2O 使用有側溝的 U 型管,是為了讓電解產生的氣體由側溝排出。

2、

練習題 1. 2.

3.

4.

5.

電解 CaCl2 水溶液,可在陰極獲得何種物質? 電解槽之兩個碳極間置一多孔瓷板後,將碘化鉀濃溶液電解,直至在陰極產生 1 莫耳的鹼( OH − ) 時,下列關於在陽極產生物質的敘述,何者正確? (A)2 莫耳的 I2 (B)半莫耳的氧氣 (C) 2 莫耳的 I 3− (D)半莫耳的 I 3− 工業上電解濃食鹽水,為何常在陽極及陰極間,放置陽離子交換膜? (A)防止陰極的 NaOH 與陽極的 Cl2 起作用 (B)保持溶液之 pH 值不變 (C)做為鹽橋 (D)只允許鈉離子進入陰極,增加鈉金屬之產率 電解 KI ( aq ) 後,取陽極褐色溶液 2mL,置入試管,加 1mL CCl4 搖一下,則發生何種反應? (A)CCl4 在下層,由無色變為紫色 (B)下層應為深棕色 CCl4 (C)碘溶於 CCl4 則水溶液 I 3− 離子增多 (D)CCl4 在上層呈無色 於 0.5M KI ( aq ) 中通以 50 安培電流 193 秒,則所生成 KOH ( aq ) ,(假設未與 I2 作用)需比重 1.07, 10%之稀硫酸若干毫升始可中和?

解答 H2(D)(A)(A)45.8mL


Hoashason