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解M(C12H22O11)=342g·
(1)V==0.286(L)=286(ml)
准确称取30.0g蔗糖,用适量蒸馏水溶解后,加水稀释至286ml,混匀,即可配制成105g·
L-1的蔗糖溶液。
(2)V==0.877(L)=877(ml)
准确称取30.0g蔗糖,用适量蒸馏水溶解后,加水稀释至877ml,混匀,即可配制成0.10mol·
(3)m(H2O)==0.877(kg)=877(g)
准确称取30.0g蔗糖,溶于877g蒸馏水中,混匀,即可配制成0.10mol·
kg-1的蔗糖溶液。
(4)x(C12H22O11)==0.0186
m(H2O)=83.22(g)
准确称取30.0g蔗糖,溶于83.22g蒸馏水中,混匀,即可配制成x(C12H22O11)=0.0186的蔗糖溶液。
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·
c(Na2CO3)==0.297(mol·
x(Na2CO3)==0.005
b(Na2CO3)==0.292(mol·
kg–1)
6.什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,知道一种依数性则可以求出另一种依数性:
====bB
7.293K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:
x(H2O)==0.982
葡萄糖溶液的蒸气压为:
p=p0x(H2O)=2.338×
0.982=2.30(kPa)
8.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,求该未知物的摩尔质量(尿素的摩尔质量为60g·
mol-1)。
解由于两溶液在同一温度下结冰,则△Tf(尿素)=△Tf(未知物)
Kf×
=Kf×
M(未知物)=342.4(g·
mol-1)
即该未知物的摩尔质量为342.4g·
mol-1。
9.测得人体血液的凝固点降低值△Tf=0.56K,求在310K时人体血液的渗透压。
解查表知Kf(H2O)=1.86K·
㎏·
mol-1,由于=,则
=
Π=776kPa
10.排出下列稀溶液在310K时,渗透压由大到小的顺序
(1)c(C6H12O6)=0.20mol·
(2)c(NaCl)=0.20mol·
(3)c(Na2CO3)=0.20mol·
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·
cos(NaCl)=2c(NaCl)=2×
0.20=0.40(mol·
cos(Na2CO3)=3c(Na2CO3)=3×
0.20=0.60(mol·
所以,溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)>
(2)>
(1)。
11.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:
(1)(50g·
L-1C6H12O6)+(生理盐水)
(2)(18.7g·
L-1NaC3H5O3)+(生理盐水)
(3)(12.5g·
L-1NaHCO3)+(生理盐水)
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)(50g·
L-1C6H12O6)+(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为:
cos=×
+×
2×
=0.293(mol·
L-1)=293(mmol·
所以该混合溶液为等渗溶液。
L-1NaC3H5O3)+(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为:
cos=×
=0.316(mol·
L-1)=316(mmol·
L-1NaHCO3)+(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为:
=0.304(mol·
L-1)=304(mmol·
12.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,试问该胰岛素的分子量为多少?
解M(胰岛素)=RT=×
8.314×
298
=5.77×
103(g·
所以胰岛素的分子量为5.77×
103。
13.将0.02mol·
L-1的KCl溶液12ml和0.05mol·
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:
其中KCl和AgNO3的物质的量分别为:
n(KCl)=0.02×
0.012=2.4×
10-4(mol)
n(AgNO3)=0.05×
0.100=5.0×
10-3(mol)
由于AgNO3过量,因此生成的AgCl溶胶为正溶胶,其胶团结构式为:
[(AgCl)m·
nAg+·
(n-x)NO3-]x+·
xNO3-
14.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,能反抗重力作用而不下沉。
在溶胶中加入电解质或者加入与胶粒带相反电荷的溶胶或者将溶胶加热等都可以破坏溶胶的相对稳定性,使溶胶发生聚沉。
二自学练习
1.东北和西北地区,冬季汽车水箱中加入乙二醇的主要原因是:
(
)
A、沸点上升
B、蒸气压下降
C、凝固点下降
D、渗透压
2.在高山上烧水,不到100℃就沸腾,是因为高山(
把冰放到0℃的盐溶液中,冰将(
),是因为(
3.
根据相同条件下的解离常数可比较弱电解质的相对强弱,是否正确?
4.临界胶束浓度(CMC)
是指(
)。
5.使非水溶性液体以极细小的液滴均匀地分散于水中的现象叫(
所形成的分散系叫(
),它有两种基本形式,即(
)型和
(
)型。
6.泡沫是指(
)分散于(
)中形成的分散系。
7.下列物质属于高分子化合物的是(
)。
A、蔗糖
B、葡萄糖
C、硬脂酸甘油脂
D、蛋白质
答案:
1、C
2、压力低、熔化、稀溶液蒸汽压降低,导致冰的蒸汽压高于0℃
的盐溶液,故熔化。
3、错
4、表面活性剂形成胶束的最低浓度
5、乳化作用,乳状液,油包水,水包油
6、不溶性气体,液体和固体
7、D
第二章
电解质溶液
ElectrolyteSolution
1.计算0.10mol·
L-1K3[Fe(CN)6]溶液的离子强度。
解:
I=(0.30×
12+0.10×
32)=0.6
2.应用德拜—休克尔极限公式计算0.10mol·
L-1KCl溶液中的离子平均活度因子。
KClI=0.1
lgy±
=-0.509∣z+•z-∣=-0.509×
1×
=-0.16y±
=0.69
3.计算0.005mol·
L-1KCl溶液在398K时的渗透压:
(1)用浓度计算;
(2)用活度计算(y±
=0.92)。
解:
(1)Л=icRT=2×
0.005×
8.314×
398=33.09(kPa)
(2)Л=iy±
cRT=2×
0.92×
398=30.44(kPa)
4.写出下列酸的共轭碱的化学式:
NH4+、H2S、H2SO4、H2PO4-、HSO4-
NH3,HS-,HSO4-,HPO4-,SO42-
5.写出下列碱的共轭酸的化学式:
SO42-、S2-、H2PO4-、HSO4-、NH3
HSO4-,HS-,H3PO4,H2SO4,NH4+
6.根据质子理论判断下列各分子或离子在水溶液中哪些是酸?
哪些是碱?
哪些是两性物质?
HS-、CO32-、H2PO4-、NH3、H2S、HAc、OH-、H2O、NO2-
酸:
H2S,HAc
碱:
CO32-,NH3,OH-,NO2-
两性物质:
HS-,H2PO4-,H2O
7.判断下列酸碱反应进行的方向:
(1)Ka(HAc)>
Ka(HCO3-)反应正向进行
(2)Ka(H3O+)>
Ka(H2O)反应正向进行
(3)Ka(H2O)<
Ka(HSO4-)反应逆向进行
(4)Ka(HCN)>
Ka(HS-)反应正向进行
8.已知HCOOH在298K时,Ka=1.77×
10-4,求其共轭碱的Kb是多少?
Kb=Kw/Ka=10-14/(1.77×
10-4)=5.65×
10-11
9.将0.4mol·
L-1丙酸(HPr)溶液125ml加水稀释至400ml;
求稀释后溶液的pH值(HPr的Ka=1.38×
10-5)。
稀释后丙酸浓度为0.4×
125/400=0.125(mol·
c/Ka>
500[H+]==(mol·
pH=2.88
10.计算下列溶液的pH值:
(1)0.20mol·
L-1NH3水与0.20mol·
L-1HCl等体积混合后的溶液。
(2)0.20mol·
L-1HAc等体积混合后的溶液。
(3)0.20mol·
L-1NaOH与0.20mol·
(1)混合后,全部生成浓度为0.1mol·
L-1的NH4Cl:
Ka(NH4+)=Kw/Kb=10-14/(1.79×
10-5)=5.59×
10-10
c/Ka>
pH=5.13
(2)混合后,全部生成浓度为0.1mol·
L-1的NH4Ac:
c•Ka(NH4+)>
20Kw,c>
20Ka(HAc)
∴H+]==(mol·
pH=7.01
(3)混合后,全部生成浓度为0.1mol·
L-1的NaAc:
Kb(Ac-)=Kw/Ka(HAc)=10-14/(1.74×
10-5)=5.75×
c/Kb>
500[OH-]==(mol·
pOH=5.12pH=8.88
11.在0.10mol·
L-1NH3溶液中,加入NH4Cl晶体,使其溶解后浓度为0.20mol·
L-1,求加入NH4Cl前后,NH3水中的[OH-]及解离度。
加入NH4Cl前
α=[OH-]/c=(1.34×
10-3/0.1)×
100%=1.34%
加入NH4Cl后,有
设平衡时溶液中[OH-]为xmol·
L-1,则
NH3·
H2ONH4++OH-
0.1-x≈0.10.2+x≈0.2x
0.2x/0.1=Kb=1.79×
10-5[OH-]=x=8.95×
10-6(mol·
α=[OH-]/c=8.95×
10-3%
12.近似计算0.10mol·
L-1H3PO4溶液中的[H+]、[H2PO4-]、[HPO42-]及[PO43-],由计算结果可得出什么结论?
c/Ka1>
[H+]=[H2PO4-]=2.63×
10-2(mol·
[HPO42-]
[HPO42-]=Ka2=6.17×
10-8(mol·
L-1)
[PO43-]=Ka3[HPO42-]/[H+]=(4.79×
10-13×
6.17×
10-8)/(2.63×
10-2)
=1.12×
10-18(mol·
13.欲使H2S饱和溶液(浓度为0.10mol·
L-1)中[S2-]=1.0×
10-13mol·
L-1,应控制溶液的pH值为多大?
Ka1·
Ka2=[H+]2[S2-]/[H2S]
[H+]=
=3.16×
10-4(mol·
pH=3.50
14.在氨水中加入下列物质,对氨水的解离度、解离常数、溶液的pH值有何影响?
(1)NH4Cl(2)NaCl(3)H2O(4)NaOH
对解离常数均无影响
(1)NH4Clα↓pH↓
(2)
(2)
NaClα↑pH↑
(3)(3)
H2Oα↑pH↓
(4)(4)
NaOHα↓pH↑
二自习习题
1.
2.当二元弱酸的K2Ө<
<
K1Ө时,酸根离子的浓度在数值上近似等于K2Ө,与酸的浓度(
)。
3.向1.0mol·
kg-1HCl溶液中通入H2S气体,溶液中的S2-浓度可近似地按b(S2-)≈K2Ө
计算。
判断对错(
4.向10g蒸馏水中,加入10g
0.001mol·
kg-1HCl后,水离子积常数KwӨ
A、
增大
B、
减小
C、
不变
D、
变为零
5.
将0.1mol·
kg-1下列溶液加水稀释一倍后,pH变化最小的是(
A、HCl
B、H2SO4
C、HNO3
D、HAc
6.同离子效应可使弱电解质的解离度_______。
7.
在25℃时,0.10mol·
kg-1氨水溶液中氨的解离平衡常数为1.79×
10-5,
25℃时,0.05mol·
kg-1氨水溶液中氨的解离平衡常数为1/2×
1.79×
10-5
判断对错。
8.0.1mol·
kg-1HAc溶液中H+浓度是0.1mol·
kg-1溶液中H+浓度的(
A、1倍
B、2倍
C、3倍
D、4倍
9.已知18℃时水的KwӨ=6.4×
10-15,此时中性溶液中氢离子的浓度为_______mol·
kg-1,pH为_______。
10.在0.10mol·
kg-1HAc溶液中加入少许NaCl晶体,溶液的pH将会_______,若以Na2CO3代替NaCl,则溶液的pH将会_______。
11.已知相同浓度的盐NaA,NaB,NaC,NaD的水溶液pH依次增大,则相同浓度的下列稀酸中离解度最大的是(
A、HD
B、HC
C、HB
D、HA
12.某一元弱酸HA的浓度为0.010mol·
kg-1,在常温下测得其pH为4.0。
求该一元弱酸的解离常数和解离度。
1、错
2、无关
4、C
5、D
6、15、减小、减小
7、错
8、B
9、8×
10-8、7.10
10、减小、增大
11、D
12、KaӨ=10-6
第三章沉淀溶解平衡
DissolutionPrecipitationEquilibrium
1.溶度积常数的意义是什么?
离子积和溶度积有何区别?
溶度积与前述几个平衡常数(Ka、Kb、Kw)比较有何异同?
略。
2.已知Mg(OH)2的Ksp是5.7×
10-12,若溶液中Mg2+浓度为1.0×
10-4mol·
L-1,OH-浓度为2.0×
10-4mol·
L-1,下列哪种判断沉淀生成的方式是正确的?
⑴(1.0×
10-4)(2.0×
10-4)2=4.0×
10-12<Ksp不沉淀;
⑵(1.0×
10-4)(2×
2.0×
10-4)2=1.6×
10-11>Ksp生成沉淀。
(2)正确。
3.已知室温下PbI2的溶解度为Smol·
L-1,则其Ksp为S3还是4S3?
Ksp=4s3
4.判断下列说法是否正确?
⑴两种难溶电解质,Ksp大者,溶解度必也大;
⑵AgCl的Ksp=1.76×
10-10,Ag3PO4的Ksp=1.05×
10-10,在Cl-和PO43-浓度相同的溶液中,滴加AgNO3溶液,先析出Ag3PO4沉淀;
⑶在一定温度下,AgCl饱和溶液中Ag+及Cl-浓度的乘积是常数;
⑷沉淀转化的方向是由Ksp大的转化为Ksp小的。
(1)不正确,
(2)不正确,(3)正确,(4)不正确。
5.在下列难溶物中,哪些不能通过Ksp计算得到可靠的溶解度数值:
BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3、BaSO4、AgCl、BaCrO4。
BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3。
6.溶度积规则的内容是什么?
使用时应注意什么问题?
什么叫沉淀溶解平衡中的同离子效应?
盐效应?
7.PbCl2在0.130mol·
L-1的Pb(Ac)2溶液中的溶解度是5.7×
10-3mol·
L-1,计算在同温度下PbCl2的Ksp。
沉淀平衡时有:
S0.130+S2S
≈0.130
即[Pb2+]≈0.130mol·
[Cl-]=2S=2×
5.7×
10-3(mol·
∴Ksp(AgCl)=[Pb2+][Cl-]2
=0.130×
(2×
2.57×
10-3)2
=1.69×
10-5or1.76
8.在0.0015mol·
L-1的MnSO4溶液10ml中,加入0.15mol·
L-1氨水5ml,能否生成Mn(OH)2沉淀?
如在上述MnSO4溶液中先加0.49g固体(NH4)2SO4,然后再加0.15mol·
L-1氨水5ml,是否有沉淀生成?
解:
查表得Ksp(Mn(OH)2)=2.06×
10-14
Kb(NH3·
H2O)=1.79×
10-5
⑴混合液中c(Mn2+)=0.0015×
10/15=0.0010(mol·
c(NH3.H2O)=0.15×
5/15=0.050(mol·
由NH3·
H2O离解产生的[OH-]为:
IP=c(Mn2+)·
c2(0H-)=0.0010×
(9.5×
10-4)2=9.0×
∵IP>Ksp(Mn(OH)2)(2.06×
10-14)
∴有Mn(OH)2沉淀生成
⑵由(NH4)2SO4离解产生的[NH4+]为
(NH4)2SO4的加入对氨水的离解产生同离子效应:
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