章 实验三、摩尔气体常数的测定 课时 3 节 教学 1,学习测定摩尔气体常数的一种方法 目的 2.掌握理想气体状态方程式和分压定律 1,学习并掌握分析天平的直接称量法： 教学 2.学习测量气体体积的操作：装置安装、检漏、量气管液面的观察与读 数： 重点 3.学习气体分压的概念： 4.学习误差的表示、数据的取舍、有效数字及其应用 教学 1.电子分析天平的使用及称量方法 难点 2.装置的安装、检漏、量气管液面的观察与读数 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 1. 《无机化学实验》，冯建成、尹学琼、朱莉主编，化学工业出版社 2. 《无机化学实验》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 3. 《无机化学》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 摩尔气体常数是很多物理和化学工式中常见的一个常数，通过本实验了 解置换法测定摩尔气体常数的原理和方法。 二、教学内容正文 实验原理 一定量的金属镁m(Mg)和过量的稀酸作用，产生一定量的氢气m(H),在 定的温度(T)和压力(p)下，测定被置换的氢气体积H)。根据分压定律， 算出氢气的分压： p(H2=p-p(H2O) 过 假定在实验条件下，氢气服从理想气体行为，可根据气态方程式计算出 摩尔气体常R: R=p(H2)V(H2)x2.016/m(H2)T 其中m(H)=m(Mg)×2.016/AMg),式中AMg)为Mg的相对原子 质量。所以：R=pH2)H24(Mg)/m(Mg)T 仪器、药品及材料 仪器：铁架台，蝶形夹，铁圈，十字头，量气管，试管，玻璃漏斗 药品：H2S04(3molL1),镁片 实验步豫
5 章 实验三、摩尔气体常数的测定 课时 3 节 教学 目的 1. 学习测定摩尔气体常数的一种方法 2. 掌握理想气体状态方程式和分压定律 教学 重点 1. 学习并掌握分析天平的直接称量法； 2. 学习测量气体体积的操作：装置安装、检漏、量气管液面的观察与读 数； 3. 学习气体分压的概念； 4. 学习误差的表示、数据的取舍、有效数字及其应用 教学 难点 1. 电子分析天平的使用及称量方法 2. 装置的安装、检漏、量气管液面的观察与读数 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 1. 《无机化学实验》，冯建成、尹学琼、朱莉主编，化学工业出版社 2. 《无机化学实验》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 3. 《无机化学》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 教 学 过 程 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 摩尔气体常数是很多物理和化学工式中常见的一个常数，通过本实验了 解置换法测定摩尔气体常数的原理和方法。 二、教学内容正文 实验原理 一定量的金属镁 m(Mg)和过量的稀酸作用，产生一定量的氢气 m(H2)，在 一定的温度(T )和压力(p)下，测定被置换的氢气体积 V(H2)。根据分压定律， 算出氢气的分压： p(H2)= p - p(H2O) 假定在实验条件下，氢气服从理想气体行为，可根据气态方程式计算出 摩尔气体常 R ： R = p(H2)V(H2)×2.016/m(H2)T 其中 m(H2) = m(Mg)× 2.016 / Ar(Mg) ，式中 Ar(Mg) 为 Mg 的相对原子 质量。所以： R = p(H2)V(H2)Ar(Mg)/m(Mg)T 仪器、药品及材料 仪器： 铁架台，蝶形夹，铁圈，十字头，量气管，试管，玻璃漏斗 药品：H2SO4（3mol·L-1），镁片 实验步骤
1.称量 2. 安装装置和加药品 3.检漏 4。读初读数 5.反应，冷却至室温，读末读数 三、总结与巩固 1小结 1.镁片质量大小适宜 2.检查漏气方法 3.量气管（滴定管）使用 4.装置的检漏 5,水量多少对测定的影响 2.思考题 (1)、为什么要检漏，如何检漏，检漏的原理是什么？ (2)、为什么用长颈漏斗加3mol·L1SO4?为什么放入或取出漏斗时漏 颈末端均不能碰到试管壁？ (3)、为什么要待试管冷至室温，才能记录液面位置？如何判断己冷至室温？ (4)、读取液面位置时，漏斗与量气管内液面的位置为什么要保持同一水平？ (5)、反应过程中，量气管压入漏斗的水过多而溢出，对测定结果有无影响？ 教学 后记 通过实验教学，基本达到了教学目标要求。 实验四、化学反应速率与活化能的测定课时4 教学 1,了解反应条件对化学反应速率的影响： 目的 2.测定某一具体化学反应的速率、反应级数、速率系数和反应的活化能。 教学 理解浓度、温度及催化剂对反应速率的影响， 重点 教学 根据实验数据作图。 难点 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 1.《无机化学实验》，冯建成、尹学琼、朱莉主编，化学工业出版社 2.《无机化学实验》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 3.《无机化学》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 通过实验测定NH4)SOs氧化KI的反应速率，求其反应级数、速率常数 k和活化能。 6
6 1. 称量 2. 安装装置和加药品 3. 检漏 4. 读初读数 5. 反应，冷却至室温，读末读数 三、总结与巩固 1.小结 1.镁片质量大小适宜 2. 检查漏气方法 3.量气管（滴定管）使用 4. 装置的检漏 5.水量多少对测定的影响 2.思考题 （1）、为什么要检漏，如何检漏，检漏的原理是什么？ （2）、为什么用长颈漏斗加 3mol·L -1 H2SO4？为什么放入或取出漏斗时漏斗 颈末端均不能碰到试管壁？ （3）、为什么要待试管冷至室温，才能记录液面位置？如何判断已冷至室温？ （4）、读取液面位置时，漏斗与量气管内液面的位置为什么要保持同一水平？ （5）、反应过程中，量气管压入漏斗的水过多而溢出，对测定结果有无影响？ 教学 后记 通过实验教学，基本达到了教学目标要求。 章 实验四、化学反应速率与活化能的测定 课时 4 节 教学 目的 1. 了解反应条件对化学反应速率的影响； 2. 测定某一具体化学反应的速率、反应级数、速率系数和反应的活化能。 教学 重点 理解浓度、温度及催化剂对反应速率的影响。 教学 难点 根据实验数据作图。 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 1. 《无机化学实验》，冯建成、尹学琼、朱莉主编，化学工业出版社 2. 《无机化学实验》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 3. 《无机化学》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 通过实验测定(NH4)2S2O8 氧化 KI 的反应速率，求其反应级数、速率常数 k 和活化能
二、教学内容正文 实验原理 S20g2:过硫酸根：S0,:硫代硫酸根：S4062:连四硫酸根 1 教 求反应级数和速率系数 S20g2+3T=2S02+16(1) 学 2S2032+15=2S4062+3(2) S20g2-+2S2032-=2S4062.(3) 过 (1)+(2)=(3) 反应(2)的速度>反应(1)的速度 程 对于(1)v=-△c(S20g2-y△t=k△c(S20g2)cB() b. NaS2O的量不足（相对于5，也即S20g2) 所以在溶液中加入淀粉，当Na2S2O3消耗完毕，则I3与淀粉作用显示蓝色，指 示反应终点 根据初始速率法，不同浓度测得V,K v=-△c(S20g2-y△t=-△c(S2032/2△t=c(Sz02-/2△t 2.求活化能 由Arrhenius方程，以lgK(Y轴)对l/T(X轴)作图，得斜率 又 斜率=Ea2.303R，可以求得活化能Ea 3.催化剂 为了使离子强度相等，催化剂不足10滴的加NH4hSO4补充 仪器和试剂 仪器：恒温水浴1台，烧杯，量简，秒表，玻璃棒，坐标纸 试剂：见教材 实验步骤 教 1,浓度对反应速率的影响，求反应级数、速率系数 学 2.温度对反应速率的影响，求活化能 3.催化剂对化学反应速率的影响 过 注意事项 1.准确计时（秒表的使用） 程 2.恒温水浴锅的使用方法 3.玻璃棒的使用 4.按学号顺序做实验，两人一组 三、总结与巩固 1.小结 (1)所取试剂的量筒应分开，最好专简专用。 (2)反应最后加入NH4hS2Og,加料要迅速。 (3)取40C、50C、60℃三个温度。将KI、Na2S2O、KNO3和淀粉的
7 教 学 过 程 教 学 过 程 二、教学内容正文 实验原理 S2O8 2-：过硫酸根；S2O3 2-：硫代硫酸根；S4O6 2-：连四硫酸根 1. 求反应级数和速率系数 S2O8 2-＋3I-＝2SO4 2-＋I3 - (1) 2S2O3 2-＋I3 -＝2S4O6 2-+3I- (2) S2O8 2-＋2S2O3 2-＝2S4O6 2- (3) (1) ＋(2) ＝ (3) a. 反应（2）的速度＞反应（1）的速度 对于（1） ν＝-△c(S2O8 2- )/△t ＝ k△c α (S2O8 2- )·cβ（I -） b. Na2S2O3 的量不足（相对于 I3 - ，也即 S2O8 2-） 所以在溶液中加入淀粉，当 Na2S2O3 消耗完毕，则 I3 -与淀粉作用显示蓝色，指 示反应终点 根据初始速率法，不同浓度测得 V，K ν＝-△c(S2O8 2- )/△t＝-△c(S2O3 2- )/2△t＝co(S2O3 2-)/2△t 2. 求活化能 由 Arrhenius 方程，以 lgK（Y 轴）对 1/T（X 轴）作图，得斜率 又 斜率＝-Ea /2.303R ， 可以求得活化能 -Ea 3. 催化剂 为了使离子强度相等，催化剂不足 10 滴的加 (NH4)2SO4 补充 仪器和试剂 仪器：恒温水浴 1 台，烧杯，量筒，秒表，玻璃棒，坐标纸 试剂：见教材 实验步骤 1. 浓度对反应速率的影响，求反应级数、速率系数 2. 温度对反应速率的影响，求活化能 3. 催化剂对化学反应速率的影响 注意事项 1. 准确计时（秒表的使用） 2. 恒温水浴锅的使用方法 3. 玻璃棒的使用 4. 按学号顺序做实验，两人一组 三、总结与巩固 1.小结 （1）所取试剂的量筒应分开，最好专筒专用。 （2）反应最后加入(NH4)2S2O8，加料要迅速。 （3）取 40°C、50°C、60°C 三个温度。将 KI、Na2S2O3、KNO3 和淀粉的
混合溶液和(NH42S2Os分别预热，恒温后在水浴锅中混合反应。 (4)催化剂对速率的影响只作定性判断。 2.思考题 (I).实验中向K1、淀粉、NSO3混合液中加入NH42S2O%时为什么要迅 速？加NaS2O3的目的是什么？ (②).为什么可以由反应速率出现蓝色的时间长短来计算反应速率？溶液 出现蓝色后，反应是否终止了？ ().求NH42S2Os与KI的反应活化能时，在实验中需要获得哪些数据？ 教学 通过实验教学，基本达到了教学目标要求。 后记 章 实验五醋酸解离常数的测定 课时4 节 1.测定醋酸的解离常数和解离度，加深对解离常数和解离度的理解。 教学 2.进一步巩固移液管、刻度吸管以及容量瓶的正确使用方法和精确配制溶 目的 液的基本操作。 3.学习使用酸度计 教学 巩固移液管、刻度吸管以及容量瓶的正确使用方法和精确配制溶液的 重点 基本操作。 教学 酸度计的使用 难点 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 1.《无机化学实验》，冯建成、尹学琼、朱莉主编，化学工业出版社 2.《无机化学实验》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教有出版社 3.《无机化学》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 教师授课思略、设问及讲解要点 一、引言 通过测定醋酸的解离常数和解离度，加深对解离常数和解离度的理解： 进一步巩固移液管、刻度吸管以及容量瓶的正确使用方法和精确配制溶液的 基本操作：学习使用酸度计。 二、教学内容正文 过 实验原理 程 醋酸是弱电解质，在水溶液中存在以下解离平衡：
8 混合溶液和 (NH4)2S2O8分别预热，恒温后在水浴锅中混合反应。 （4）催化剂对速率的影响只作定性判断。 2.思考题 (1). 实验中向 KI、淀粉、Na2S2O3 混合液中加入(NH4)2S2O8 时为什么要迅 速？加 Na2S2O3 的目的是什么？ (2). 为什么可以由反应速率出现蓝色的时间长短来计算反应速率？溶液 出现蓝色后，反应是否终止了？ (3). 求(NH4)2S2O8与 KI 的反应活化能时，在实验中需要获得哪些数据？ 教学 后记 通过实验教学，基本达到了教学目标要求。 章 实验五 醋酸解离常数的测定 课时 4 节 教学 目的 1. 测定醋酸的解离常数和解离度，加深对解离常数和解离度的理解。 2. 进一步巩固移液管、刻度吸管以及容量瓶的正确使用方法和精确配制溶 液的基本操作。 3. 学习使用酸度计。 教学 重点 巩固移液管、刻度吸管以及容量瓶的正确使用方法和精确配制溶液的 基本操作。 教学 难点 酸度计的使用 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 1. 《无机化学实验》，冯建成、尹学琼、朱莉主编，化学工业出版社 2. 《无机化学实验》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 3. 《无机化学》，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社 教 学 过 程 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 通过测定醋酸的解离常数和解离度，加深对解离常数和解离度的理解； 进一步巩固移液管、刻度吸管以及容量瓶的正确使用方法和精确配制溶液的 基本操作；学习使用酸度计。 二、教学内容正文 实验原理 醋酸是弱电解质，在水溶液中存在以下解离平衡：
CH3COOH H*CH3COO- 设醋酸的起始浓度为C,[H+1、「CH3COO1、「CH3COOH]分别为H CH:CO0ˉ、CH:COOH在解离平衡时的浓度，a为解离度，Ke为解离常数 则在纯CH3COOH溶液中，[H+]=[CH3COO-]=Ca, [CH,C0oH]=C1-a)则：a=H]x100% KAe=HICH,CO0]。HP [CH,COOH]C-[H] 当a<5%时，C-H]=C,故K=H了 在一定温度下，用pH计测定一系列已知浓度的酷酸溶液的pH值，根 学 据pH=-g[H]换算出[H],根据以上关系可求出解离常数KAe和解离度α 过 实验内容 1.实验操作前的准备 程 (1)检查容量瓶是否漏水 容量瓶使用前要检查是否漏水，方法是：注入自来水至标线附近，盖好 瓶塞，右手托住瓶底，使其倒立2分钟，观察瓶塞周围是否有水渗出。如果 不漏，再把瓶塞旋转180度，塞紧、倒立如仍不漏水，则可使用。为避免调 错瓶塞，应用橡皮筋把瓶塞系在瓶颈上。 (2)洗涤 移液管和刻度吸管洗涤时，除用洗涤液、自来水冲洗外，要用蒸馏水洗 涤2~3次，最后还需用待装溶液润洗3次。容量瓶只需依次用洗涤液、自来 水和蒸馏水冲洗。 2.pH复合电极的使用 (1)测试前的准备工作 ①测试前取下电极装有浸泡液的保护浸泡瓶，将电极测量端浸在蒸馏水 中清洗，然后取出用滤纸吸干残留蒸馏水。 ②观察敏感球泡内部是否全部充满液体，如发现有气泡，则应将电极向 下轻轻甩动（象甩温度计），以清除敏感球泡内的气泡，否则影响测试精度。 (2)电极与pH计配套校正及测试 ①pH电极接到pH仪器输入端，连接准确。 ②按酸度计使用方法进行标定，标定结束后进行测量 ③电极在进行标定或测量前，均需用蒸馏水清洗干净，并用滤纸轻轻将 蒸馏水吸干。 3.酸度计的使用 酸度计广泛适用于科研、教学、工业、农业等许多学科和领域。用于精 9
9 教 学 过 程 CH3COOH H+ + CH3COO– 设醋酸的起始浓度为 C，[ H+ ]、[ CH3COO– ]、[ CH3COOH ]分别为 H+ 、 CH3COO¯、CH3COOH 在解离平衡时的浓度， 为解离度，KHAc 为解离常数。 则在纯 CH3COOH 溶液中， [ H+ ] = [ CH3COO– ] = C∙ ， [ CH3COOH ] = C∙(1– ) 则： ═ [H ] 100% C + KHAc ═ + 2 3 + 3 [H ][CH COO ] [H ] [CH COOH] [H ] C + − = − 当 < 5%时，C – [H+ ] ≈ C，故 KHAc ＝ + 2 [H ] C 在一定温度下，用 pH 计测定一系列已知浓度的醋酸溶液的 pH 值，根 据pH ═ –lg [ H+ ]换算出[ H+ ]，根据以上关系可求出解离常数KHAc和解离度。 实验内容 1. 实验操作前的准备 (1) 检查容量瓶是否漏水 容量瓶使用前要检查是否漏水，方法是：注入自来水至标线附近，盖好 瓶塞，右手托住瓶底，使其倒立 2 分钟，观察瓶塞周围是否有水渗出。如果 不漏，再把瓶塞旋转 180 度，塞紧、倒立如仍不漏水，则可使用。为避免调 错瓶塞，应用橡皮筋把瓶塞系在瓶颈上。 (2) 洗涤 移液管和刻度吸管洗涤时，除用洗涤液、自来水冲洗外，要用蒸馏水洗 涤 2～3 次，最后还需用待装溶液润洗 3 次。容量瓶只需依次用洗涤液、自来 水和蒸馏水冲洗。 2. pH 复合电极的使用 (1) 测试前的准备工作 ① 测试前取下电极装有浸泡液的保护浸泡瓶，将电极测量端浸在蒸馏水 中清洗，然后取出用滤纸吸干残留蒸馏水。 ② 观察敏感球泡内部是否全部充满液体，如发现有气泡，则应将电极向 下轻轻甩动(象甩温度计)，以清除敏感球泡内的气泡，否则影响测试精度。 (2) 电极与 pH 计配套校正及测试 ① pH 电极接到 pH 仪器输入端，连接准确。 ② 按酸度计使用方法进行标定，标定结束后进行测量。 ③ 电极在进行标定或测量前，均需用蒸馏水清洗干净，并用滤纸轻轻将 蒸馏水吸干。 3. 酸度计的使用 酸度计广泛适用于科研、教学、工业、农业等许多学科和领域。用于精