無機及分析化學課后習題第一章答案.

1、一、選擇題1等壓下加熱 5的下列水溶液，最先沸騰的是（）A. 蔗糖（ C12H22O11）溶液B. 葡萄糖（ C6H12O6）溶液3 8 3）溶液D. 尿素（ (NH 2 2）溶液C. 丙三醇（C HO) CO解：選 A 。在等壓下，最先沸騰就是指溶液的蒸氣壓最低。根據(jù)難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性變化規(guī)律，溶液質(zhì)量摩爾濃度增大，溶液的蒸氣壓下降。這里，相同質(zhì)量分數(shù)下，溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量越小，質(zhì)量摩爾濃度越大。選項D 中非電解質(zhì)尿素的摩爾質(zhì)量最小，尿素溶液的質(zhì)量摩爾濃度最大，蒸氣壓最低，在等壓下最先沸騰。2 0.1molkg 1 下列水溶液中凝固點最低的是（）A. NaCl溶液B. C12H22O1

2、1 溶液C. HAc溶液D. H2 SO4 溶液解：選 D。電解質(zhì)溶液的依數(shù)性雖然不能用拉烏爾定律進行統(tǒng)一的定量計算，但仍然可以參照難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性進行定性描述。即溶質(zhì)的粒子數(shù)目增大，會引起溶液的蒸氣壓降低，沸點升高，凝固點下降和溶液的滲透壓增大。此題中，在相同質(zhì)量摩爾濃度下，溶液中的粒子數(shù)目估算出來是H2 SO4 溶液最多，所以其凝固點最低。3膠體溶液中，決定溶膠電性的物質(zhì)是（）A. 膠團B. 電位離子C. 反離子D. 膠粒解：選 D。 根據(jù)膠團結(jié)構(gòu)， 膠核和吸附層的整體稱為膠粒，膠粒中反離子數(shù)比電位離子數(shù)少，故膠粒所帶電荷與電位離子符號相同。即膠粒帶電，溶膠電性由膠粒決定。4溶

3、膠具有聚結(jié)不穩(wěn)定性， 但經(jīng)純化后的Fe(OH)3溶膠可以存放數(shù)年而不聚沉， 其原因是（）A. 膠體的布朗運動B. 膠體的丁鐸爾效應(yīng)C. 膠團有溶劑化膜D. 膠粒帶電和膠團有溶劑化膜解：選 D。溶膠具有動力學穩(wěn)定性和聚結(jié)穩(wěn)定性，而聚結(jié)穩(wěn)定性是溶膠穩(wěn)定的根本原因，它包含兩個方面，膠粒帶有相同電性的電荷，當靠近時會產(chǎn)生靜電排斥，阻止膠粒聚結(jié)合并；而電位離子和反離子形成的溶劑化膜，也會阻隔膠粒的聚結(jié)合并。 由于純化的 Fe(OH)3溶膠具有這種聚結(jié)穩(wěn)定性，從而可以存放數(shù)年而不聚沉。-15有濃度同為 0.01 mol L 的電解質(zhì) NaNO3Na2SO4Na3PO4 MgCl 2，它們對Fe(OH)3

4、溶膠的聚沉能力大小順序為（）A. B. C D. 解：選 D。根據(jù)哈迪 -叔爾采規(guī)則 ：起聚沉作用的主要是與膠粒帶相反電荷的離子。相反電荷離子的價態(tài)愈高，聚沉能力愈大。Fe(OH)3 溶膠中膠粒帶正電荷，起聚沉作用的應(yīng)是電解質(zhì)中的陰離子，且價態(tài)愈高，聚沉能力愈大。所以聚沉能力由大到小的順序為，其中由于中氯離子數(shù)目大于中硝酸根數(shù)目，參與聚沉溶膠的粒子數(shù)目多，所以聚沉能力比強。二、填空題11 mol H ，1 mol H 2SO4，1 mol21 H2SO4 所表示的基本單元分別是H 、 H2SO4、21 H2SO4。2丁鐸爾效應(yīng)能夠證明溶膠具有光學性質(zhì)，其動力學性質(zhì)可以由布朗運動實驗證明，電泳和

5、電滲實驗證明溶膠具有電學性質(zhì)。將等體積的1AgNO3溶液和 0.008mol L 1KCl溶液混合所得的AgCl溶膠的膠30.003mol L團結(jié)構(gòu)式為(AgCl) m . n Cl-+x-+，該溶膠在電場中向正極移. (n x) K. x K動。三、簡答題1什么叫分散系 ? 分散系是如何分類的 ?答：分散系：一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)中形成的混合物叫分散系。被分散的物質(zhì)叫分散質(zhì)，分散其他物質(zhì)的物質(zhì)叫分散劑。（1）按分散質(zhì)或分散劑的狀態(tài)分：九種，包括氣-氣分散系、液 -氣分散系、固 -氣分散系和氣 -液分散系、液 -液分散系、固 -液分散系及氣-固分散系、液 -固分散系、固 -固分散系。（

6、 2）按分散質(zhì)粒子的大小分：三種。分子離子分散系（ d1 nm）、膠體分散系（ 1 nm d 100 nm）、粗分散系（ d 100 nm）2對稀溶液依數(shù)性進行計算的公式是否適用于電解質(zhì)稀溶液和易揮發(fā)溶質(zhì)的稀溶液? 為什么?答：不適用。當溶質(zhì)是電解質(zhì)的時候，拉烏爾定律發(fā)生偏離，主要原因電解質(zhì)溶液由于溶質(zhì)發(fā)生解離，使溶液中溶質(zhì)粒子數(shù)增加，計算時應(yīng)考慮其解離的因素，否則會使計算得到的 p、 Tb、 Tf 、值比實驗測得值?。涣硪环矫?，電解質(zhì)溶液由于離子間的靜電引力比非電解質(zhì)之間的作用力大得多，因此用離子濃度來計算強電解質(zhì)溶液的p、 Tb、 Tf 、 時，其計算結(jié)果與實際值偏離較大，應(yīng)該用活度代替濃

7、度進行計算。對易揮發(fā)溶質(zhì)的稀溶液，由于其溶質(zhì)不斷揮發(fā)，溶液濃度不斷變化，所以也無法進行依數(shù)性計算。3難揮發(fā)溶質(zhì)的溶液，在不斷的沸騰過程中，它的沸點是否恒定？其蒸氣在冷卻過程中的凝聚溫度是否恒定？為什么？答：由于溶劑的揮發(fā)，溶液濃度逐漸增大，其沸點是逐漸升高的, 至溶液達到飽和后，沸點恒定；在蒸氣冷卻過程中，由于溶劑是純凈的，其凝聚溫度是恒定的，等于溶劑的沸點。4若滲透現(xiàn)象停止了，是否意味著半透膜兩端溶液的濃度也相等了？答：據(jù)范特霍夫的滲透壓定律，若滲透現(xiàn)象停止了，說明滲透壓相等，但其濃度不一定相等。5溶膠穩(wěn)定的因素有哪些? 促使溶膠聚沉的辦法有哪些? 用電解質(zhì)聚沉溶膠時有何規(guī)律?答：溶膠穩(wěn)定的

8、因素有兩個，一是溶膠具有動力學穩(wěn)定性，另一個是聚結(jié)穩(wěn)定性。溶膠的動力學穩(wěn)定性系指在重力的作用下，分散質(zhì)粒子不會從分散劑中沉淀出來，從而保持系統(tǒng)的相對穩(wěn)定的性質(zhì)。溶膠的聚結(jié)穩(wěn)定性是指溶膠在放置過程中不發(fā)生分散質(zhì)粒子的相互聚結(jié)，從而保持系統(tǒng)一定的分散度的性質(zhì)。促使溶膠聚沉的辦法有加入電解質(zhì)、將兩種帶相反電荷的膠體按一定的比例混合及加熱等。電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用取決于與膠粒所帶電荷符號相反的離子，而且與其所帶電荷的多少有關(guān)，一般來說，離子電荷越高，對溶膠的聚沉能力就越強，這個規(guī)律稱為哈迪 叔爾采規(guī)則。6什么叫表面活性劑 ? 其分子結(jié)構(gòu)有何特點 ?答： 溶于水后能顯著降低水的表面自由能的物質(zhì)稱為表面活

9、性物質(zhì)或表面活性劑。 表面活性劑的特性取決于其分子結(jié)構(gòu)。它的分子都是由極性基團和非極性基團兩部分組成，極性基團如 -OH， COOH ， NH：， SO3：H 等對水的親和力很強，稱為親水基；非極性基因如脂肪烴基 R，芳香基 Ar 等對油的親和力較強，稱為親油基或疏水基。在表面活性劑溶于水后，分子中的親水基進入水相，疏水基則進入油相，這樣表面活性劑分子就濃集在兩相界面上，形成了定向排列的分子膜，使相界面上的分子受力不均勻情況得到改善，從而降低了水的表面自由能。7乳濁液的類型與所選用的乳化劑的類型有何關(guān)系? 舉例說明。答：乳化劑不僅能提高乳濁液的穩(wěn)定性，還能決定乳濁液的類型。一般來說，親水性乳化

10、劑有利于形成 OW 型乳濁液，親油性乳化劑有利于形成W O 型乳濁液。8解釋如下現(xiàn)象：（1）為何江河入海處常會形成三角洲？答： 三角洲的形成過程體現(xiàn)了膠體的性質(zhì)： 當河水和海水混合時，由于它們所含的膠體微粒所帶電荷的性質(zhì)不同，由于靜電作用，異性電荷相互吸引，導致膠體的顆粒變大，最終沉淀了出來，日積月累的堆積，就形成了三角洲。（2）加明礬為什么能夠凈水？答： 由于天然水中含有帶負電荷的懸浮物（黏土等），使天然水比較渾濁，而明礬的水解產(chǎn)物 Al(OH) 3 膠粒卻帶正電荷， 當將明礬加入天然水中時， 兩種電性相反的膠體相互吸引而聚沉，從而達到凈水的效果。（3）不慎發(fā)生重金屬離子中毒，為什么服用大量

11、牛奶可以減輕病狀？答： 由于可溶性重金屬離子（強電解質(zhì)）可使膠體聚沉，人體組織中的蛋白質(zhì)作為一種膠體，遇到可溶性重金屬鹽會凝結(jié)而變性，誤服重金屬鹽會使人中毒。如果立即服用大量鮮牛奶這類膠體溶液，可促使重金屬與牛奶中的蛋白質(zhì)發(fā)生聚沉作用，從而減輕重金屬離子對機體的危害。（4）肉食品加工廠排出的含血漿蛋白的污水，為什么加入高分子絮凝劑可起凈化作用？答： 因為含有血漿蛋白的污水具有膠體溶液的性質(zhì)，加入高分子絮凝劑會對膠體溶液起到敏化作用，促進膠體的凝聚，從而凈化了污水。四、計算題1 10.00 mL 飽和 NaCl溶液質(zhì)量為12.003 g ，將其蒸干后得到NaCl 3.173 g ，求：（1）Na

12、Cl 的質(zhì)量分數(shù) ；（2）NaCl的質(zhì)量摩爾濃度 ； （3）NaCl 的物質(zhì)的量濃度；（4）各組分的摩爾分數(shù)。解：（1）w(NaCl)m( NaCl)3.173g0.2644m總12.003g（2）b( NaCl)n( NaCl)m( NaCl) / M ( NaCl)(3.173/ 58.443) mol6.149 mol kg 1m總 m(NaCl)m總 m( NaCl)(12.003 3.173) /1000kg（3） c(NaCl )n(NaCl )m(NaCl ) / M (NaCl )3.173 / 58.4435.429 mol L 1VV10.00 /1000（ 4） x( N

13、aCl)n(NaCl)m( NaCl) / M ( NaCl)n( NaCl) n(H 2 O) m(NaCl) / M ( NaCl) mH 2 O / M (H 2 O)3.173 / 58.4430.099723.173 / 58.4438.830 / 18.015x(H 2 O)n(H 2O)8.830 / 18.0150.4901n( NaCl)n(H 2 O)3.173/ 58.4430.90 038.830/ 18.0 1 5 0.0 5 4 2 90.4 9 0 12今有兩種溶液，其一為1.50g 尿素 (NH 2)2CO 溶于 200g 水中；另一為42.8g 未知物溶于10

14、00g 水中，這兩種溶液在同一溫度開始沸騰，計算這種未知物的摩爾質(zhì)量。解：由于都是水溶液，所以溶劑的沸點升高常數(shù)Kb 相同，又知，t尿素t未知 ，由稀溶液的依數(shù)性公式： tb K b bB，可得兩種溶液的質(zhì)量摩爾濃度相等：b (NH 2 ) 2 CO b( B)設(shè)未知物的摩爾質(zhì)量為M (B) ，代入上式得1.50g / 60.06g mol -142.8g / M ( B)( 200/1000)kg(1000/1000)kg解之得：M (B) =342.7 g mol -13將 1.00 g 硫溶于 20.0 g 萘中，使萘的凝固點降低，萘的Kf 為 6.8kg mol-1，求1.30硫的摩爾

15、質(zhì)量和分子式。解：設(shè)未知物的摩爾質(zhì)量為 M (B) ，根據(jù)溶液的凝固點降低公式：tf K f bB ，將數(shù)據(jù)代入得：1.30C6.8 C kg mol 1 1.00g / M (B)(20.0 /1000)kg解之得M ( B) =261.5 g mol-1由于單個硫元素的摩爾質(zhì)量為M(S) = 32.065g mol-1, 則 M(B) / M(S)= 261.5/32.065 8.155，即約 8 個 S 原子形成一個硫分子。所以該單質(zhì)硫的分子式為：S84從某種植物中分離出一種未知結(jié)構(gòu)的有特殊功能的生物堿，為了測定其相對分子質(zhì)量，將19g 該物質(zhì)溶于 100g 水中，測得溶液的沸點升高了

16、0.060K，凝固點降低了 0.220K 。計算該生物堿的相對分子質(zhì)量。解：利用沸點升高和凝固點降低都能夠測量未知物的摩爾質(zhì)量， 但一般選取相對較大的數(shù)據(jù)來計算較準確，這里我們選取凝固點降低來計算 。設(shè)未知物的摩爾質(zhì)量為 M ( B) ，由公式tfK fbB 知，0.220K1.86K kgmol 119g / M ( B)(100/1000) kg解之得M(B)=1606.4g?mol -15 101 mg 胰島素溶于 10.0mL 水，該溶液在25.0時的滲透壓是 4.34kPa，計算胰島素的摩爾質(zhì)量和該溶液的蒸氣壓下降p(已知 25.0水的飽和蒸氣壓為 3.17kPa)。解：（1） 設(shè)胰

17、島素的摩爾質(zhì)量為M ( B) ，則由滲透壓公式知：c R Tn RTm R TVM (B)V因而， M (B)mRT(101/103 )g 8.314Pa m 3K1 mol 1298.15K5768.7 g mol-1V(4.341000)Pa(10.0/106 )m3（2） 由拉烏爾定律知， pp* xB p*nBp* nBnA nBnA3.17 10 3(101 103 ) /( 5768 .7g mol 1 )(10.0 /18 .015 )mol0.09999 Pa6人體血漿的凝固點為272.59K，計算在正常體溫 (36.5)下血漿的滲透壓。解：由于人體血漿為水溶液，因而其溶質(zhì)的質(zhì)

18、量摩爾濃度可由其凝固點降低值求得。凝固點降低值：t f 273.15 K272.59 K0.56 K由公式 tf K fbB 知，血漿的質(zhì)量摩爾濃度為bBtf0.56K0.301 mol kg-1K f1.86Kkg mol1人體血漿的滲透壓為 bBc0.301 molL-1 cB RT 0.301molL 18.314kPa LK1 mol 1(276.1536.5)K774.9kPa7硫化砷溶膠是由下列反應(yīng)而制得的3322322H AsO + 3H S = As S + 6H O 試寫出硫化砷膠體的膠團結(jié)構(gòu)式（電位離子為 HS-）。并比較 NaCl 、 MgCl 2、 AlCl 3 三種電解質(zhì)對該溶膠的聚沉能力，并說明原因。解：硫化砷膠體的膠團結(jié)構(gòu)式為(As 2S3 ) m nHS (n x)HxxH由于硫化砷溶膠帶負電荷，所以根據(jù)哈迪-叔爾采規(guī)則，電解質(zhì)陽離子對其起聚沉作用，且電荷越高，聚沉能力越強，所以 NaCl、MgCl 2、AlCl 3 三種電解質(zhì)中 NaCl 的聚沉能力最小， AlCl 3 的聚沉能力最大， MgCl 2 的聚沉能力居中。-3的海水提8反滲透法是淡化海水制備飲用水的一種方法。若25時用密度為 1021 kg m取淡水，應(yīng)在海水一側(cè)加多大的壓力？