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实验4 有机酸（草酸）摩尔质量的测定【实验目的】1. 了解基准物质邻苯二甲酸氢钾（KHC 8H 4O 4）的应用。
2. 学习NaOH 标准溶液的配制与标定方法。
3. 掌握有机酸摩尔质量的测定方法。
【实验原理】有机弱酸与NaOH 反应方程式为nNaOH+H n A= Na n A+nH 2O （测定时，n 值需已知）对多元有机弱酸，当C·K a ≥10-8，其中C 为酸的浓度，K a 为酸的离解常数，且多元有机弱酸的n 个氢均能被准确滴定时，即可用酸碱滴定法测定其摩尔质量。
因滴定突跃在弱碱性范围，常选用酚酞作指示剂，滴定至终点溶液呈微红色。
根据NaOH 标准溶液的浓度和滴定时所耗体积，可计算该有机酸的摩尔质量，其计算公式如下：A AB Bnm M c V = 式中， —NaOH 标准溶液物质的量浓度， mol ·L -1；B c —NaOH 标准溶液的体积, L ；B V —有机酸的质量，g ；A m A M —有机酸的摩尔质量,g ·mol -1。
【主要仪器试剂】1、 仪器：分析天平； 50mL 酸式滴定管一支；25 mL 移液管一支；250 mL 锥形瓶三个；1000mL 试剂瓶一个；100 mL 容量瓶一个。
2、 试剂：NaOH （A.R 固体）；邻苯二甲酸氢钾基准物质；酚酞指示剂：2.0g ·L -1乙醇溶液；有机酸试样（如草酸，酒石酸，乙酰水杨酸等）。
【实验步骤】1. 0.1 mol ·L -1 NaOH 溶液的配制与标定准确称取邻苯二甲酸氢钾0.4～0.6g 于锥形瓶中加40～50mL 水，溶解后，加2～3滴酚酞指示剂，用待标定的NaOH 溶液滴定至溶液呈微红色，半分钟不褪色即终点。
平行标定三份，计算NaOH 标准溶液浓度，其相对平均偏差不应大于0.2％。
2.有机酸（草酸）摩尔质量的测定准确称取草酸试样0.6g 左右①于小烧杯中，加蒸馏水溶解后，定量转入100mL 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
实验四S-P表分析法（实验估计时间：120 分钟）1.1.1 背景知识现代教育强调以培养学生的能力为主、传授知识为辅因此, 学生的能力水平及其变化就成为学校考试所要测量的主要对象, 而对试卷中试题难度的操作则是达到测量目的的主要手段之一，但传统的考试及其分析方法在实际运用过程中存在许多缺陷, 对提高学校考试质量往往很难发挥作用。
例如, 对试卷的分析缺乏数量化方法, 科学依据不足而对实际从事教学的教师来说, 传统的统计方法过于繁杂, 其实用性受到限制此外, 有些教师片面注重对学生学习情况的评价,忽视对试卷试题质量的分析, 造成考试模式千篇一律, 考试质量长期停留在原有水平的局面。
为了提高学校考试的质量, 有必要引进即简便易行又直观可靠的试卷分析方法, 以不断改进现有的考试方法。
就一般教师对局限于班级规模或少数学生组织的小测验而言, S一P表是一常用、简便而直观的分析方法。
这种方法可以帮助任课教师不断总结经验, 逐步提高试卷出题质量, 以更准确、更合适的反馈结果来调动学生的学习积极性。
该方法具体直观, 可以将分析结果列成图表, 使分析结果一目了然；其使用简单易懂, 不需复杂计算, 只要会四则运算即可；以其针对性, 可以重点突出某个试题或参试学生, 细致剖析各个方面的特殊问题；S一P表的种种特点使得它在实际教学中具有极大的可应用性。
形成性评价是教学工作者在实际工作中获取数据，并通过这些数据修正教学、提高教学效率的过程，是教学设计中非常重要的一个环节。
形成性评价是在教学过程中进行，一般在某章节或知识点结束时使用。
一般课程教学中，教学内容多，学生情况复杂，很难以某种定量的数据表示。
S－P表分析法将复杂的教学环境中学生和问题两个重要因素抽取出来，以图表的方式进行分析，具有直观、简便等优点，可以用S－P表分析法进行形成性评价。
1.1.2 实验目的（1）掌握教育信息的结构分析的基本方法，理解项目反应模式的性质、意义。
（新）实验四循环伏安法测定亚铁氰化钾的电极反应过程循环伏安法测定亚铁氰化钾的电极反应过程⼀、实验⽬的(1) 学习固体电极表⾯的处理⽅法； (2) 掌握循环伏安仪的使⽤技术；(3) 了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响⼆、实验原理铁氰化钾离⼦[Fe(CN)6]3--亚铁氰化钾离⼦[Fe(CN)6]4-氧化还原电对的标准电极电位为[Fe(CN)6]3- + e -= [Fe(CN)6]4- φθ= 0.36V(vs.NHE) 电极电位与电极表⾯活度的Nernst ⽅程式为φ=φθ+ RT/Fln(C Ox /C Red )-0.20.00.20.40.60.8-0.0005-0.0004-0.0003-0.0002-0.00010.00000.00010.00020.0003i pai pcI /m AE /V vs.Hg 2Cl 2/Hg,Cl-在⼀定扫描速率下，从起始电位(-0.20V)正向扫描到转折电位(0.80 V)期间，溶液中[Fe(CN)6]4-被氧化⽣成[Fe(CN)6]3-，产⽣氧化电流；当负向扫描从转折电位(0.80V)变到原起始电位(-0.20V)期间，在指⽰电极表⾯⽣成的[Fe(CN)6]3-被还原⽣成[Fe(CN)6]4-，产⽣还原电流。
为了使液相传质过程只受扩散控制，应在加⼊电解质和溶液处于静⽌下进⾏电解。
在0.1MNaCl 溶液中[Fe(CN) 6]4-]的扩散系数为0.63×10-5cm.s -1；电⼦转移速率⼤，为可逆体系(1MNaCl 溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2cm·s -1)。
溶液中的溶解氧具有电活性，⽤通⼊惰性⽓体除去。
三、仪器与试剂MEC-16多功能电化学分析仪（配有电脑机打印机）；玻碳圆盘电极(表⾯积0.025 cm 2)或铂柱电极；铂丝电极；饱和⽢汞电极；超声波清洗仪；电解池；氮⽓钢瓶。
容量瓶：250 mL 、100mL 各2个，25 mL 7个。
实验四：循环结构程序设计班级：学生姓名：学号：一、实验目的1、理解循环的概念2、理解并掌握循环结构相关语句的含义、格式及使用3、学会循环的应用及控制，包括：①掌握使用循环输入多个数据的方法②掌握在多个数据中有选择地输出数据的方法③掌握在多个数据中对某种数据进行计数的方法④掌握求多个数据中最大值、最小值的方法⑤掌握使用break、continue语句终止循环4、掌握循环的嵌套二、知识要点1、循环变量、循环条件、循环体的概念2、三种循环语句的一般格式、执行过程3、理解选择结构与循环结构中“条件表达式”之不同含义4、二重循环的执行过程三、实验预习（要求做实验前完成）1、循环变量的主要用途是：2、用循环求多个数的和之前，先要把和的初始值赋为：3、用循环求多个数的乘积之前，先要把乘积的初始值赋为：4、字符变量能否作为循环变量？5、循环过程中，如果循环条件成立，但需要结束循环，可采用什么办法？6、什么叫循环的嵌套？四、实验内容(要求提供：①算法描述或流程图②源程序)1. 编程，利用循环计算以下表达式的值：（5＋52）*(4+42)*(3+32)*(2+22)*(1+12)*(1/2+1/3+1/4+1/5)（for循环）include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){int a;double sum=1,sum1=0;for(a=1;a<=5;a++)sum=sum*(a+a*a);printf("结果为%lf\n",sum);for(a=2;a<=5;a++)sum1=sum1+(1.0/a);printf("%lf\n",sum1);printf("结果为%lf\n",sum*sum1);return 0;}2. 编程，从键盘输入若干个整数，当输入0时，输入停止。
实验四、静态路由实验目的：理解什么是静态路由；熟悉掌握静态路由的配置方法，理解重要参数的意义及使用；理解如何查看路由表及简单的链路故障排查技巧。
实验知识要点：¾静态路由（static route）：指由网络管理员手工配置的路由信息。
当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时，网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。
静态路由信息在缺省情况下是私有的，不会传递给其他的路由器。
¾配置命令及参数:配置静态路由协议有两种方法：下一跳接口IP地址和出盏接口。
Router(config)#ip route network mask{address | interface }[distance]1.ip route ：静态路由配置命令work：目标网络3.mask：目标网络掩码4.address：下一跳地址5.interface：本地出站接口6.distance：管理距离¾路由表：记录路由器可到达的网段和接口的对应关系。
¾查看路由表全局配置的模式下，在用show ip rout 这个命名查看路由表。
如（图4-1）：（图4-1）在上面图中输出的信息首先显示路由条目各种类型的简写，如“C”为直连网络，“S”为静态路由。
以上带有下划线的路由为例，“S”表示这条路由是静态路由，手动配置的；“172.31.1.0”是目标网络；“[1/0]”是管理距离/度量值；“via 192.168.12.2”是指到达目的网络的下一跳路由器的IP地址；¾管理距离（Administrative Distance, AD）：用来表示路由的可信度，路由器可能从多种途径获得同一网络的路由，为了区别它们的可信度，用管理距离加以表示。
AD值越小说明路由的可靠程度越高。
不协议的默认管理距离，如（图4-2）所示：（图4-2）¾度量值（Metric）：一个路由协议判别到达目的网络的最佳路径的方法。
实验四共集放大电路一、实验目的1．学习共集放大电路的测量与调整；2．学习放大器性能指标的测量方法（输入，输出电阻、最大不失真输出电压）；3．进一步加深示波器、函数信号发生器和交流毫伏表的使用方法。
二、实验原理实验参考电路如图4.1 所示。
共集放大电路具有输入电阻高、输出电阻低，电压放大倍数接近于1、输出动态范围大的特点。
与共射极放大电路不同，共集放大电路从发射极输出（因而称射极跟随器）。
图中电位器W 用来调整静态工作点。
1．静态工作点的估算静态工作点的计算，类似于共射极放大电路，只要令R C=0 即可。
2．交流放大倍数估算对图 4.1 电路，由ΔU BE = r beΔI b（由输入回路得到），ΔU E = (R c // R L )ΔI E（由输出回路得到），以及ΔI E≈ΔI C = βΔI B，可得到电压放大倍数：3．静态工作点的测量和调试：参见实验三4、放大器的动态指标测试放大器的动态指标有电压放大倍数A U、输入电阻R i、输出电阻R o 和最大不失真电压U OMAX 等。
本实验将介绍输入电阻R i、输出电阻R o 和最大不失真电压U OMAX 的测试方法。
1) 输入电阻的测量输入电阻R i的大小表示放大电路从信号源或前级放大电路获取电流的多少。
输入电阻越大，索取前级电流越小，对前级的影响就越小。
输入电阻的测量原理如图4-2 所示。
在信号源与放大电路之间串入一个已知阻值的电阻R ，用交流毫伏表分别测出Us’和U i, 则输入电阻为电阻R 的值不宜取得过大，过大易引入干扰；但也不宜取得太小，太小易引起较大的测量误差。
最好取R与R i的阻值为同一数量级。
2) 输出电阻的测量输出电阻的大小表示电路带负载能力的大小。
输出电阻越小, 带负载能力越强。
其测量原理如图4-3所示。
用交流毫伏表分别测量放大器输出电压：Uo --- R L=∞时的输出电压U OL --- 有R L时的输出电压则输出电阻可通过下式计算求得：为了测量值尽可能精确，最好取R L与R O的阻值为同一数量级。
实验四 连续时间LTI 系统的时域分析实验目的：掌握系统的单位冲激响应的概念，掌握LTI 系统的卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质，掌握利用MATLAB 计算卷积的编程方法，并利用所编写的MATLAB 程序验证卷积的常用基本性质，掌握MATLAB 描述LTI 系统的常用方法及有关函数，掌握利用MATLAB 来分析求解连续系统时域响应的方法，理解各种时域响应的含义。
实验原理：1 LTI 系统的卷积模型给定一个连续时间LTI 系统，在系统的初始条件为零时，用单位冲激信号δ(t)作用于系统，此时系统的响应信号称为系统的单位冲激响应（Unit impulse response ），一般用h(t)来表示。
需要强调的是，系统的单位冲激响应是在激励信号为δ(t)时的零状态响应（Zero-state response ）。
离散时间LTI 系统的单位序列响应的定义与连续时间LTI 系统的单位冲激响应相同，只是离散时间单位冲激函数δ[n]的定义有所不同。
系统的单位冲激响应是一个非常重要的概念，对于一个系统，如果我们知道了该系统的单位冲激响应，那么，该系统对任意输入信号的响应信号都可以求得。
也就是说，系统的输入信号x(t)、x[n]和输出信号y(t)、y[n]之间的关系可以用一个数学表达式来描述，这个数学表达式为⎰∞∞--=τττd t h x t y )()()( （4.1）(a)∑∞-∞=-=k k n h k x n y ][][][ （4.1）(b)这个表达式就是LTI 系统的卷积模型，它是根据系统的线性性和时不变性以及信号可以分解成单位冲激函数经推理得到的。
这个表达式实际上告诉了我们一个重要的结论，那就是，任意LTI 系统可以完全由它的单位冲激响应h(t)/h[n]来确定。
由于系统的单位冲激响应是零状态响应，故按照式1.11求得的系统响应也是零状态响应。
式1.11中的积分运算叫做卷积积分，求和运算叫做卷积和，是描述连续时间系统输入输出关系的一个重要表达式。
卷积的计算通常可按下面的五个步骤进行（以卷积积分为例）：1. 该换两个信号波形图中的横坐标，由t 改为τ，τ变成函数的自变量；2. 把其中一个信号反褶，如把h(τ)变成h(-τ)；3. 把反褶后的信号做移位，移位量是t ，这样t 是一个参变量。
在τ坐标系中，t > 0时图形右移， t < 0时图形左移。
4. 计算两个信号重叠部分的乘积x(τ)h(t-τ)；5. 完成相乘后图形的积分。
借助MATLAB 的内部函数conv()可以很容易地完成两个信号的卷积积分运算。
其语法为：y = conv(x,h)。
其中x 和h 分别是两个作卷积运算的信号，y 为卷积结果。
为了正确地运用这个函数计算卷积，这里有必要对conv(x,h)做一个详细说明。
conv(x,h)函数实际上是完成两个多项式的乘法运算。
例如，两个多项式p 1和p 2分别为：432231+++=s s s p 和 1234232+++=s s s p这两个多项式在MATLAB 中是用它们的系数构成一个行向量来表示的，如果用x 来表示多项式p 1，h 表示多项式p 2，则x 和h 分别为x = [1 2 3 4]h = [4 3 2 1]在MATLAB 命令窗口依次键入>> x = [1 2 3 4];>> h = [4 3 2 1];>> y=conv(x,h)在屏幕上得到显示结果：y = 4 11 20 30 20 11 4这表明，多项式p 1和p 2的乘积为：411203020114234563++++++=s s s s s s p正如前所述，用MATLAB 处理连续时间信号时，独立时间变量t 的变化步长应该是很小的，假定用符号dt 表示时间变化步长，那么，用函数conv()作两个信号的卷积积分时，应该在这个函数之前乘以时间步长方能得到正确的结果。
也就是说，正确的语句形式应为：y = dt*conv(x,h)。
对于定义在不同时间段的两个时限信号x(t)，t 0 ≤ t ≤ t 1，和h(t)，t 2 ≤ t ≤ t 3。
如果用y(t)来表示它们的卷积结果，则y(t)的持续时间范围要比x(t)或h(t)要长，其时间范围为t 0+t 2 ≤ t ≤ t 1+t 3。
这个特点很重要，利用这个特点，在处理信号在时间上的位置时，可以很容易地将信号的函数值与时间轴的位置和长度关系保持一致性。
例1:根据给定的两个连续时间信号x(t) = t[u(t)-u(t-1)]和h(t) = u(t)-u(t-1)，编写程序，完成这两个信号的卷积运算，并绘制它们的波形图。
程序如下：% Program1_6% This program computes the convolution of two continuou-time signalsclear;close all;t0 = -2; t1 = 4; dt = 0.01;t = t0:dt:t1;x = u(t)-u(t-1);h = t.*(u(t)-u(t-1));y = dt*conv(x,h);subplot(221)plot(t,x), grid on, title('Signal x(t)'), axis([t0,t1,-0.2,1.2])subplot(222)plot(t,h), grid on, title('Signal h(t)'), axis([t0,t1,-0.2,1.2])subplot(212)t = 2*t0:dt:2*t1;plot(t,y), grid on, title('The convolution of x(t) and h(t)'), axis([2*t0,2*t1,-0.1,0.6]), xlabel('Time t sec')例2:已知两有限长序列x[k]=[ 1,2,1,1,0,-3;k=0,1,2,3,4,5],h[k]= [1,-1,1;k=0,1,2]。
计算离散卷积和y[k]=x[k]*h[k]并绘出其波形。
程序如下：x=[1,2,1,1,0,-3];>> h=[1,-1,1];>> y=conv(x,h);%计算卷积>> subplot(3,1,1);stem([0:length(x)-1],x);>> subplot(3,1,2);stem([0:length(h)-1],h);>> subplot(3,1,3);stem([0:length(y)-1],y);xlabel('k');ylabel('y[k]');例3:已知两有限长序列x[k]=[ -0.5,0,0.5,1;k=-1,0,1,2],h[k]= [1,1,1;k=-2,-1,0]。
计算离散卷积和y[k]=x[k]*h[k]并绘出其波形。
x=[-0.5,0,0.5,1];>> kx=-1:2;>> h=[1,1,1];>> kh=-2:0;>> y=conv(x,h);>> k=kx(1)+kh(1):kx(end)+kh(end);>> stem(k,y);>> xlabel('k');ylabel('y');2 用线性常系数微分方程描述连续时间LTI 系统线性常系数微分方程或差分方程是描述LTI 系统的另一个时域模型。
一个连续时间LTI 系统，它的输入信号x(t)输出信号y(t)关系可以用下面的微分方程来表达∑∑===M k k k k Nk k k k dt t x d b dt t y d a 00)()( (4.2) 式1.12中，max (N, M)定义为系统的阶。
式1.12描述了LTI 系统输入信号和输出信号的一种隐性关系（Implicit relationship ）。
为了求得系统响应信号的显式表达式（Explicit expression ），必须对微分方程和差分方程求解。
在MATLAB 中，一个LTI 系统也可以用系统微分方程的系数来描述，例如，一个LTI 连续时间系统的微分方程为)()(2)(3)(22t x t y dt t dy dtt y d =++ (4.3) MATLAB 则用两个系数向量num = [1]和den = [1 3 2]来描述该系统，其中num 和den 分别表示系统微分方程右边和左边的系数，按照微分运算的降阶排列。
3 连续系统的时域响应MATLAB 的内部函数impulse()，step()，initial()，lsim() 可以用来计算并绘制连续时间LTI 系统的单位冲激响应，单位阶跃响应，零输入响应和任意信号作用于系统的零状态响应。
（1） 连续系统的单位冲激响应的计算impulse(sys)可用来计算并画出连续系统的冲激响应，其中sys 可由函数tf(b,a)获得，b 和a 分别是系统函数H(s)的分子多项式和分母多项式的系数矩阵。
例4:已知描述某连续系统的微分方程为''''()5()6()2()8()y t y t y t x t x t ++=+，计算该系统的单位冲激响应()h t 。
a=[1,5,6];b=[2,8];sys=tf(b,a);h=impulse(sys);plot(h);（2） 连续系统单位阶跃响应的计算step(sys)可用来计算并画出连续系统的阶跃响应，其中sys 可由函数tf(b,a)获得，b 和a 分别是系统函数H(s)的分子多项式和分母多项式的系数矩阵。
例5:已知描述某连续系统的微分方程为''''()5()6()2()8()y t y t y t x t x t ++=+，计算该系统的单位阶跃响应()g t 。
a=[1,5,6];b=[2,8];sys=tf(b,a);h=step(sys);plot(h);（3） 连续系统零状态响应的计算lsim(sys,x,t)用来计算并画出系统在输入信号x 作用下的零状态响应，t 为定义时间范围的向量。
例6:已知描述某连续系统的微分方程为''''()5()6()2()8()y t y t y t x t x t ++=+，计算在输入为()t e u t -时的零状态响应。
a=[1,5,6];b=[2,8];sys=tf(b,a);t=0:0.1:10;x=exp(-t);y=lsim(sys,x,t);plot(t,y);实验内容：实验前，必须首先阅读本实验原理，读懂所给出的全部范例程序。
