《无机化学》习题解答
第一章 溶液和胶体
11. 求0.01㎏NaOH、0.10㎏(2Ca2+)、0.10㎏(Na2CO3)的物质的量。
2解:M(NaOH)= 40g·mol-1 M(2Ca2+)= 80g·mol-1 M(Na2CO3)= 53g·mol-1 它们的物质的量分别为
n(NaOH) ?m(NaOH)0.01?1000??0.25?mol?
M(NaOH)4012m(2Ca2+)0.10?1000n(2Ca)???1.25?mol? 2+M(2Ca)802+1m( Na2CO3)10.10?10002n( Na2CO3) ???1.89?mol?
1253M( Na2CO3)22. 将质量均为5.0g 的NaOH和CaCl2分别溶于水,配成500mL溶液,试求两溶
11CaCl2)和c(CaCl2)。 221解:M(NaOH)= 40g·mol-1 M(CaCl2)= 55.5g·mol-1
2m(NaOH)5.0?(NaOH)???10.0?g?L-1?
V0.5液的ρ(NaOH)、c(NaOH)、ρ(
c(NaOH)??(NaOH)M(NaOH)?10.0?0.25?mol?L-1? 401m(CaCl2)15.0?(CaCl2)?2??10.0?g?L-1? 2V0.51?(CaCl2)110.02c(CaCl2)???0.18?mol?L-1?
12M(CaCl2)55.5213. 溶液中KI与KMnO4反应,假如最终有0.508gI2析出,以(KI +KMnO4)为基
5本单元,所消耗的反应物的物质的量是多少?
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解:题中的反应方程式为
10KI + 2KMnO4 +8H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
将上述反应方程式按题意变换为
141134KI +KMnO4 +H2SO4 =I2 +MnSO4 +K2SO4 +H2O
5525551 1mol mol
210.508 n(KI +KMnO4)mol mol
5254则所消耗的反应物的物质的量为
10.508n(KI +KMnO4)= 2×= 0.004(mol)
52544. 静脉注射用KCl溶液的极限质量浓度为2.7g·L-1,如果在250 mL葡萄糖溶液中加入1安瓿(10 mL)100 g·L-1KCl溶液,所得混合溶液中KCl的质量浓度是否超过了极限值?
解:混合溶液中KCl的质量浓度
?(KCl)?m(KCl)100?0.010??3.85?g?L-1? V0.250?0.010所得混合溶液中KCl的质量浓度超过了极限值。
5. 质量分数为3%的某Na2CO3溶液,密度为1.05g·mL-1 ,试求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。 解:M(Na2CO3) = 106g·mol-1
1.05?1000?0.03?0.297?mol?L-1?
1063x?Na2CO3??106?0.005
397?106183b?Na2CO3??106?0.292?mol?kg-1?
971000c?Na2CO3??6. 某患者需补充Na+ 0.050mol,应补充NaCl的质量是多少?若用生理盐水补充[ρ(NaCl)=9.0g·L-1],应需生理盐水的体积是多少? 解:应补充NaCl的质量
m(NaCl)=n(NaCl)·M(NaCl)=0.050×58.5=2.925(g)
2
需生理盐水的体积
V(生理盐水)?m(NaCl)0.050?58.5??0.325?L??325?mL?
?(NaCl)9.07. 什么叫稀溶液的依数性?难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系?
答:溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关,而与溶质的本性无关,因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液,所以统称为稀溶液的依数性。
难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切,可以根据下列公式进行换算
?p?Tb?TfΠ????bB KKbKfRT8. 293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa,在100g水中溶解18g葡萄糖(C6H12O6,M = 180g·mol-1),求此溶液的蒸气压。 解:葡萄糖溶液中水的摩尔分数为
10018x (H2O)??0.982 18100?18018葡萄糖溶液的蒸气压为
p = p0 x (H2O) = 2.338×0.982 = 2.30 (kPa)
9. 有两种溶液在同一温度时结冰,已知其中一种溶液为1.5g尿素[CO(NH2)2]溶于200g水中,另一种溶液为42.8g某未知物溶于1000g水中,求该未知物的相对分子质量(M[CO(NH2)2]=60g·mol-1)。 解:由于两溶液在同一温度下结冰,则
△T f(尿素)= △T f(未知物)
Kf?1.5/6042.8/M?Kf?
200/10001000/1000M(未知物)= 342.4 (g·mol-1)
即该未知物的相对分子质量为342.4。
10. 测得人体血液的凝固点降低值△T f = 0.56K,求在310 K时人体血液的渗透压。
3
解:K f(H2O)= 1.86 K·㎏·mol-1
由于
?TfΠ ?KfRT0.56Π? 1.868.314?310解得 Π= 776(kPa) 即310 K时人体血液的渗透压为776kPa。
11. 排出下列稀溶液在310 K时,渗透压由大到小的顺序
(1) c(C6H12O6) = 0.20mol·L-1 (2) c(NaCl) = 0.20mol·L-1 (3) c(Na2CO3) = 0.20mol·L-1
解:在相同温度下,溶液的渗透压力与渗透浓度成正比,因此,可以通过比较溶液渗透浓度的大小,确定溶液渗透压力的大小。 三种溶液的渗透浓度分别为
cos(C6H12O6) = c(C6H12O6) = 0.20 (mol·L-1) cos (NaCl) = 2c(NaCl) = 2×0.20= 0.40 (mol·L-1) cos (Na2CO3) = 3c(Na2CO3) = 3×0.20= 0.60 (mol·L-1)
所以溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)>(2)>(1)。
12. 生理盐水、50g·L-1的葡萄糖(C6H12O6)溶液、12.5g·L-1的碳酸氢钠(NaHCO3)溶液和18.7g·L-1的乳酸钠(NaC3H5O3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。现取其体积,按下列配方配成三种混合液:
11(50g·L-1C6H12O6) +(生理盐水) 2212(2) (18.7g·L-1NaC3H5O3) +(生理盐水)
3312(3) (12.5g·L-1NaHCO3) +(生理盐水)
33(1)
试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液? 解:(1)
11(50g·L-1C6H12O6) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为 2215019.0cos????2??0.293?mol?L-1??293?mmol?L-1?
2180258.5所以该混合溶液为等渗溶液。
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(2)
12(18.7g·L-1NaC3H5O3) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为 33118.729.0cos??2???2??0.316?mol?L-1??316?mmol?L-1?
3112358.512(12.5g·L-1NaHCO3) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为 33112.529.0cos??2???2??0.304?mol?L-1??304?mmol?L-1?
384358.5所以该混合溶液为等渗溶液。 (3)
所以该混合溶液为等渗溶液。
13. 将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100mL溶液,测得298K时该溶液的渗透压力为4.34kPa,试问该胰岛素的相对分子质量为多少? 解:M?胰岛素??m1.01RT??8.314?298?5.77?103?g?mol-1? ΠV4.34?0.1所以胰岛素的相对分子质量为5.77×103。
14. 将0.02 mol·L-1的KCl溶液100mL和0.03 mol·L-1的AgNO3溶液100mL混合以制备AgCl溶胶,试写出此溶胶的胶团结构式。 解:用KCl溶液和AgNO3溶液制备AgCl溶胶的反应式为
AgNO3 + KCl = AgCl + KNO3
其中KCl和AgNO3的物质的量分别为
n (KCl) = 0.02×100 = 2.0(mmol) n (AgNO3) = 0.05×100 = 5.0(mmol)
由于AgNO3过量,因此生成的AgCl溶胶为正溶胶,其胶团结构式为
?x+?[(AgCl)m·nAg +·(n-x)NO3]·xNO3
15. 溶胶具有稳定性的原因有哪些?用什么方法可破坏其稳定性。 答:溶胶具有相对稳定性的原因是
(1) 胶团双电层中的吸附离子和反离子都是溶剂化的,胶粒被溶剂化离子所包围,形成了一层溶剂化保护膜。溶剂化膜既可以降低胶粒的表面能,又可以阻止胶粒之间的接触,从而提高了溶胶的稳定性。
(2) 同种溶胶中的胶粒带有相同电荷,相互间的静电斥力使胶粒不易聚集成大颗粒,保持了溶胶的稳定。
(3) 由于溶胶的分散程度很大,胶粒很小,布朗运动剧烈,能反抗重力作用
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