水溶液中的离子平衡和酸度计的使用

（知识介绍）：

一、实验目的

1.加深对水溶液中弱酸、弱碱的解离平衡、同离子效应、盐类水解等理论的理解

2.了解缓冲溶液的配制及其性质。

3.了解难溶电解质的多相离子平衡及溶度积规则。

4.学习pH计(酸度计)的使用法。

5.学习离心分离操作和电动离心机的使用

二、实验预习要求

1. 什么叫同离子效应?本实验如何试验这种效应?

2. 什么叫缓冲溶液?如何配制缓冲溶液和试验其缓冲性能?缓冲溶液的pH值怎样计算?

3. 难溶电解质的多相离子平衡及溶度积规则。

4. 哪些类型的盐会产生水解?本实验如何试验水解平衡的移动?

5. 预习酸度计的使用。

三、实验原理

在水溶液中仅能部分电离的电解质称为弱电解质。弱电解质的解离平衡是可逆过程，当正逆过程速率相等，分子和离子之间就达到了动态平衡，这种平衡称为解离平衡。如醋酸溶液存在如下平衡：HAc = H⁺ + Ac^-。离子浓度的变化是影响解离平衡的重要因素，其中包括同离子效应。盐在水溶液中，与水作用使水的解离平衡发生移动从而可能改变溶液的酸度，这种作用叫做盐的水解，在其水溶液中存在盐的水解平衡，也会受到离子浓度等因素的影响。缓冲溶液是一种能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的pH基本不变的溶液。

难溶电解质在水溶液中存在沉淀-溶解平衡，如：BaSO₄(s) = Ba²⁺ + SO₄^2-，平衡常数K_SP称为溶度积常数，K_SP = [Ba²⁺][SO₄^2-]。溶液中有多种离子共存时，出现的先后沉淀的现象，称为分布沉淀，由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化。

四、实验装置

无

五、主要试剂和仪器

试剂： 0.1 mol/L HOAc溶液，0.1 mol/L氨水溶液，NaOAc固体，NH₄Cl固体，甲基橙，酚酞，0.1 mol/L NaOH溶液，0.1 mol/L NaOAc溶液，0.1mol/L NH₄Cl溶液，0.1 mol/L NaCl溶液，BiCl₃固体，2mol/L HCl溶液，0.1mol/L MgCl₂溶液，2 mol/L氨水，0.1 mol/L AgNO₃溶液，0.1 mol/L Na₂S溶液，6 mol/L HNO₃溶液，0.1mol/L K₂CrO₄溶液。

仪器：酸度计，电动离心机。

六、实验步骤

1. 同离子效应和解离平衡

（1）取2 mL 0.1 mol/L HOAc溶液，加1滴甲基橙指示剂，摇匀，溶液是什么颜色？再加少量NaOAc固体，使它溶解后，溶液的颜色有何变化？解释之。

（2）取2 mL 0.1 mol/L氨水溶液，加1滴酚酞指示剂，摇匀，溶液是什么颜色？再加少量NH₄Cl固体，使它溶解后，溶液的颜色有何变化？解释之。

2．缓冲溶液的配制和pH值测定

（1）在试管中加10 mL蒸馏水，用pH计测定其pH值，将其分成两份，分别滴入5滴0.1 mol/L HCl 和0.1 mol/L NaOH溶液，测定它们的pH值，与蒸馏水的pH值作比较，记录pH值的改变。

（2）在一支试管中放入5mL 0.1 mol/L HOAc和5mL 0.1 mol/L NaOAc溶液，摇匀后，用pH计测定其pH值，将溶液分成两份，一份滴入5滴0.1 mol/L HCl，另一份滴入5滴0.1mol/L NaOH溶液，分别再用pH计测定它们的pH值，与上面实验作比较，由此可得出什么结论。

（3）欲配制pH = 4.1的缓冲溶液10 mL，现有0.1 mol/L HOAc和0.1 mol/L NaOAc溶液，应各取多少体积？计算并配制后，用pH计测定其pH值，同时检验其有无缓冲能力。

3．盐类的水解和影响盐类水解的因素

（1）用精密pH试纸分别测定0.1 mol/L NaAc、0.1mol/L NH₄Cl和0.1 mol/L NaCl溶液的pH值，并分别与计算值比较。

（2）在约1 mL水中加入少量BiCl₃固体，摇匀后，有什么现象产生?用pH试纸测定溶液的pH值，然后加入2mol/L HCl至溶液变成澄清为止（恰好溶解）,再用水稀释这一溶液，又有什么变化？用平衡原理解释上面的现象。

4. 沉淀的生成和溶解

(1)在1 mL 0.1mol/L MgCl₂溶液滴加2 mol/L氨水至沉淀产生，分成两份，离心分离，弃去溶液，在沉淀物上分别滴加2 mol/L HCl溶液和饱和NH₄Cl溶液，有什么现象产生？写出方程式。

（2）取0.1 mol/L AgNO₃溶液10滴，滴入0.1 mol/L NaCl溶液10滴，离心分离，弃去溶液，在沉淀上滴加2 mol/L氨水溶液，有什么现象产生？写出方程式。

（3）取0.1 mol/L AgNO₃溶液5滴，滴入0.1 mol/L Na₂S溶液10滴，离心分离，弃去溶液，在沉淀上滴加6 mol/L HNO₃溶液，加热，有什么现象产生？写出方程式。

5. 沉淀的转化

在试管中加入0.1 mol/L NaCl溶液0.5 mL和数滴0.1 mol/L AgNO₃溶液，振荡试管，观察反应产物的颜色和状态，然后再滴加数滴0.1mol/L Na₂S溶液，观察反应产物的颜色有何变化？解释实验现象，并写出反应式。

6. 分步沉淀

在离心管中加入0.5 mL 0.1mol/L NaCl溶液和2滴0.1mol/L K₂CrO₄溶液，混匀后，一面振荡试管，一面滴加0.1mol/L AgNO₃溶液，滴加数滴AgNO₃溶液后，离心分离，观察现象。继续滴加AgNO₃溶液，观察 沉淀的颜色有何变化？解释实验现象，并写出反应式。

七、注意事项

1. 试剂的取用，滴加时应逐滴加入，保持边滴加边振荡，注意实验现象的观察与记录。

2. 使用酸度计之前，应对酸度计进行两点校正。在电极使用之前，应进行电极的清洗，在电极使用后，应将电极保存到饱和KCl溶液中。

3. 使用电动离心机时，注意保持离心机的平衡，以免由于失衡发生危险。

八、思考题

1. 缓冲溶液一般由什么物质组成，为什么缓冲溶液具有缓冲能力？

2. 沉淀生成的原理是什么？在什么情况下会发生沉淀的转化？

3. 分步沉淀的原理是什么？请结合实验，通过计算说明。

九、参考文献

[1]

[2]

 

第二篇：基础实验模板

江苏科技大学

（张家港）

实验报告

专业班级：       20##级机制专业 1班     

课程名称：  计算机程序设计基础实践VC++  

学    号：          1445721111           

学生姓名：           李加其           

指导教师：           孙    娜            

20##年6月

实验报告（一）素数问题

实验日期： 2015.4.21  实验地点：  机房五  实验成绩：       

一、  实验目的

1．掌握函数的定义和调用格式，以及函数参数值传递。

2．掌握判断素数的方法。

二、  实验任务

编写程序，求100-1000之间所有的素数，并以每行8个数的形式输出。将判断某个整型数是否为素数写出独立函数的形式int prime（int x），并在主函数中调用该函数。

三、  实验结果（源程序+注释）

四、  实验心得

实验报告（二）最大公约数和最小公倍数问题

实验日期： 2015.4.28  实验地点：  机房五  实验成绩：       

一、实验目的

1．掌握函数的定义和调用格式，以及函数参数值传递。

2．掌握最大公约数和最小公倍数的方法。

二、实验任务

编写程序，求两分数之和并输出结果。要求：将求最小公倍数和最大公约数设计成独立的函数。（提醒：分子、分母可分别用两个整型变量表示。之和的分母就是两分数分母的最小公倍数；输出示例： cout<<3<<”/”<<7; 就完成了分数3/7的输出显示。）

例如，从键盘输入1  10  5  10 ，求1/10+5/10的和

三、实验结果（源程序+注释）

四、实验心得

实验报告（三）排序与元素移动综合题

实验日期： 2015.5.5  实验地点：  机房五  实验成绩：       

一、实验目的

1．掌握函数的定义和调用格式，以及函数参数值传递和地址传递过程。

2．掌握选择排序算法和元素循环移动的方法。

二、实验任务

编写程序，按照下面的要求实现：

（1）定义整型数组a[10]，从键盘输入10个数为数组赋值，并分别定义两个独立函数，void print(int b[])实现将一维数组元素输出,void sort(int b[],int n)实现将一维数组的元素按从小到大排序。最后在主函数中分别调用两个函数。

（2）将排序后的一维数组中的相同的元素中的一个移动到数组元素的末尾，依然保持有序。输出结果如下：

初始状态： 1 1 2 3 4 5 6 7 7 8

目标状态： 1 2 3 4 5 6 7 8 1 7

三、实验结果（源程序+注释）

四、实验心得

实验报告（四）二维数组与元素移动问题

实验日期： 2015.5.5  实验地点：  机房五  实验成绩：       

一、实验目的

1．掌握函数的定义和调用格式，以及函数参数值传递和地址传递过程。

2．掌握二维数组的矩阵形式输出方法和元素循环移动的方法。

二、实验任务

编写程序，按照下面的要求实现：

（1）定义一个二维数组int b[3][4],从键盘输入为二维数组赋值，定义一个函数void move(int a[][4],int n)实现将二维数组中每行元素循环后移一位，定义一个函数void print(int a[][4])实现将二维数组以矩阵形式输出。在主函数中调用两个函数。

（2）分别用两种方法求其外围元素之和。输出结果如下：

二维数组的矩阵形式为：  1  1  2  3

4  5  6  7

7  8  9  1

二维数组的外围元素之和为：43

三、实验结果（源程序+注释）

四、实验心得

实验报告（五）拼数与合数问题

实验日期： 2015.5.12  实验地点：  机房五  实验成绩：       

一、实验目的

1． 掌握函数定义及调用，了解函数参数值传递和地址传递过程。

2．掌握循环结构的使用方法。

二、实验任务

    1．在主函数中定义一个一维数组a[4]用来存放4个整型数3，12，0，1，并依次输出一维数组中的元素。

2．依次取出数组中的元素，利用合数算法将这些元素合成一个数，要求合数的过程写成独立函数的形式，编写int fun(int b[],int n)函数，其中b为一维数组，n为b数组中包含的元素个数。该函数用来实现合数过程，并在主函数中调用该函数，并在主函数中输出合成之后的数。

三、实验结果（源程序+注释）

四、实验心得

实验报告（六）数字字符与整数转换问题

实验日期： 2015.5.19  实验地点：  机房五  实验成绩：       

一、实验目的

1．掌握函数的定义和调用格式。

2．掌握数字字符与整数的转换方法。

二、实验任务

    编写程序，将字符串#ab78c15fk23d*中整型数据提取出来，合成一个整型数781523并输出来。再将781523整数的各个数位数字拆开存放到一维数组int b[10]中，并将一维数组中的元素转换为数字字符存放到字符数组s[100]中，并输出该数字字符串"325187"。

三、实验结果（源程序+注释）

四、实验心得

实验报告（七）字符串拼接问题

实验日期： 2015.5.26  实验地点：  机房五  实验成绩：              

一、实验目的

1．掌握类的定义及构造函数的定义。

2．掌握指针操作字符串的方法。

二、实验任务

    问题描述：定义一个字符串类String,将字符串b拼接到字符串a中，（不能用拼接函数）。具体要求如下：

（1）私有数据成员

char a[100],b[100];

(2)公有成员函数

String(char c[],char d[]):构造函数，用参数初始化数据成员

void fun():功能函数，实现将b拼接到a的后面

void  show():功能函数， 输出数据成员

（3）用数据"123456789","abc"在主函数中对类测试。

三、实验结果（源程序+注释）

四、实验心得

实验报告（八）字符串逆序问题

实验日期：  2015.6.2  实验地点：  机房五   实验成绩：              

一、实验目的

1．掌握类的定义，构造函数和析构函数的定义。

2．掌握指针操作字符串的方法。

二、实验任务

    问题描述：定义一个字符串类String,为指针变量p动态申请空间，并初始化。对p所指向的字符串进行逆序操作。具体要求如下：

（1）私有数据成员

   char *p;

 (2)公有成员函数

   String(char *t):构造函数，用参数初始化数据成员

   void fun():功能函数，实现对字符串进行逆序。

   void  show():功能函数， 输出数据成员

   ~String();析构函数，撤销对象。

（3）用数据"123456789"在主函数中对类测试。

三、实验结果（源程序+注释）

四、实验心得