案例版无机化学习题答案

习题详解第二章1. 在医学及药学中常用的溶液的组成标度包括哪些？这些组成标度的定义各是什么？答：常用的溶液的组成标度包括质量分数、摩尔分数、质量摩尔浓度、体积分数、质量浓度、物质的量浓度和比例浓度。质量分数定义为溶质 B 的质量除以溶液的质量。摩尔分数定义为溶质 B 的物质的量与溶液的总物质的量之比。质量摩尔浓度定义为溶质 B 的物质的量除以溶剂的质量。体积分数定义为在相同温度和压力下，物质 B 的体积除以混合物混合前各组分体积之和。质量浓度定义为溶质 B 的质量除以溶液的体积。物质的量浓度定义为溶质 B 的物质的量除以溶液的体积。比例浓度定义为将固体溶质 1 g 或液体溶质 1 mL 制成 X mL 溶液。2. 在溶液中，KI 和 KMnO4 可发生如下反应：10KI + 2KMnO4 + 16H+ = 12K+ + 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O若反应后有 0.476 g I2 生成，则以(KI + KMnO4)为基本单元时，所消耗的反应51物的物质的量是多少？解： mol10753)mol126.9g(07)I()KMnO51(I 3124 .3. 现有一患者需输液补充 Na+ 3.0 g，如用生理盐水（9.0 g L -1 NaCl 溶液） ，应需多少体积？解： 85.09.g123.05)(.g)NaCl( V4. 经检测某成年人每 100 mL 血浆中含 K+ 20 mg、 Cl- 366 mg，试计算它们各自的物质的量浓度（单位用 mmolL-1 表示） 。解： 11 Lmol.5ol10m1g0molg.9302)(K c11 Lmol03ol1Lm10gmL0olg45.36)(Cl c5. 在室温下，物质 B（M B = 100.00 gmol-1）的饱和溶液 9.00 mL 的质量为10.00 g，将该溶液蒸干后得到溶质 2.00 g，试计算此溶液的：(1) 质量分数B；(2) 质量浓度 B；(3) 质量摩尔浓度 bB；(4) 物质的量浓度 cB。解： 0.2g.1m113-B LL9.02V 1B3-1Ago20molkg1kn/b. 113B LlL09.m2/ .Mc6. 试简要回答以下问题：(1) 为什么在冰上撒食盐，会使冰融化，且体系的温度会下降？(2) 在临床治疗中，当需要为病人大剂量输液时，为什么一般要输等渗溶液？答：(1) 因为冰的表面总附有少量水，当撒上盐后，盐溶解在水中形成溶液，此时溶液的蒸气压下降，当它低于冰的蒸气压时，冰就会融化。冰融化时将吸收大量的热，于是冰盐混合物的温度就会降低。(2) 在临床治疗中，当需要为病人大剂量输液时，补充的液体应与病人血浆等渗，否则可能导致机体内水分调节失常及细胞的变形或破坏而造成不良后果，如溶血或血管“ 栓塞”等现象，严重时甚至危及生命。7. 溶液 A 由 1.59 g 蔗糖（M r = 342）溶于 20.0 g 水组成，溶液 B 由 1.45 g 尿素（M r = 60）溶于 20.0 g 水组成。(1) 在相同温度下，哪个溶液的蒸气压高？(2) 若将两者同时放入同一恒温密闭的容器内，经过足够长时间后，其各自的浓度是否会发生改变？为什么？(3) 当上述系统的蒸气压达到平衡时，转移的水的质量是多少？解：(1) mol0.465ol342g1.59(A)1n mol0.24ol6g1.45(B)n1-kgmol0.23kg0.465l(A) b 1-kgmol2kg0.4l(B).b根据 Raoult 定律可知，溶液 A 的蒸气压下降小，故蒸气压较高。(2) A 溶液变浓， B 溶液变稀。因为浓度不同的溶液置于同一恒温密闭的容器内，由于 bB 不同，蒸气压 P 不同，蒸发与凝结速率不同。 A 溶液蒸气压较高，溶剂蒸发速率大于 B 溶液，故 A 溶液中的溶剂将转移至 B 溶液。(3) 设转移的水为 x g，当两者蒸气压相等时，b(A) = b(B)，即x = 13.5 g)(20.4mol)(20.465ol8. 比较下列溶液的凝固点的高低：(1) 0.2 molkg-1 葡萄糖的水溶液； (2) 0.2 molkg-1 乙二醇的水溶液；(3) 0.2 molkg-1 乙二醇的苯溶液； (4) 0.2 molkg-1 氯化钾的水溶液。已知苯的凝固点为 5.5 ，苯的 Kf = 5.10 Kkgmol-1，水的 Kf = 1.86 Kkgmol-1。解：对于非电解质溶液 Tf = KfbB，对于电解质溶液 Tf = iKfbB，题目中各溶液的质量摩尔浓度相同，其凝固点由高到低顺序为：(3)(1)(2)(4)。9. 在相同温度下，下列溶液的渗透压力由大到小的顺序是什么？(1) c(NaOH) = 0.1 molL-1； (2) c( K3PO4) = 0.1 molL-1；1(3) c( Na2CO3) = 0.1 molL-1； (4) c(C6H12O6) = 0.1 molL-1。1解：对于非电解质溶液 = cRT，对于电解质溶液 = icRT，渗透压力由大到小顺序为：(1) (3)(2)(4)。10. 尼古丁是烟草的主要有害成分之一，其实验式是 C5H7N。若将 0.634 g尼古丁溶于 10.0 g 水中，所测得的沸点在 101.3 kPa 下为 100.200 。试写出尼古丁的分子式。解： K20obb.T11bB kg.39mollkg0.51K（MB = Kb mB 11BA molg62kol39.0kg1.64bmM/mATb）故，尼古丁的分子式为 C10H14N2 。11. NH4Cl 针剂在临床可用于治疗碱中毒，其每只的规格为 20.00 mL，含0.1600 g NH4Cl。试计算该针剂的物质的量浓度和渗透浓度。在 37 时，该针剂在 37 时的渗透压力是多少，若将红细胞置于其中，则形态能否维持正常？解： 114 Lmol4960olg48.530.2L160Cl)(NH.c 114os l2.96moll .（渗透浓度 cos就是渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。即渗透活性物质的总浓度。 ）kPa71.K 30molLkPa 8.314Lol149602 1B .RTi此溶液为等渗溶液，故红细胞在其中可维持正常形态。12. 将 2.00 g 白蛋白溶于 100 mL 水中，在室温 25时测定此溶液的渗透压力为 0.717 kPa。计算该白蛋白的相对分子质量。此溶液的凝固点是多少？解： 141B Lmol0892K 5)(273molKLkPa 8.314ka0 .RTc 1414B olg0960.ol092g .VmM故 Mr = 6.92104 。 K1038.5molg1092.6k10.molkgK86.1 414BAfBff bKT故该溶液的凝固点为-5.3810 -4 。13. 什么是晶体渗透压力和胶体渗透压力？并简述两者不同的生理功能。答：在医学上，通常将电解质和小分子物质统称为晶体物质，其产生的渗透压力称为晶体渗透压力；而将大分子物质称为胶体物质，其产生的渗透压力称为胶体渗透压力。因为人体内的半透膜（如细胞膜和毛细血管壁等）的通透性不同，因而晶体渗透压力与胶体渗透压力在维持体内水盐平衡中的功能也不同，即表现出不同的生理作用。晶体渗透压力是决定细胞内液和细胞外液之间水分转移的主要因素。血浆的胶体渗透压力在调节血容量及维持血浆和组织间液之间的水平衡方面起着重要的作用。14. 人的血浆在-0.560 凝固，则 37 时血浆的渗透浓度及渗透压力各为多少？解： Bffof bKT11fB kgmol0.3lkg1.8605KbCos= 301 mmolL-1 kPa76K 310lLPa 8.4Lol3011B .RTc15. 某电解质 HA 溶液，其质量摩尔浓度 b(HA)为 0.10 molkg-1，测得该溶液的 Tb 为 0.052 K，求该物质的解离度。解： HA 在水溶液中存在解离平衡：HA(aq) H+(aq)+ A- (aq)初始时的 b/molkg-1 0.10平衡时的 b/molkg-1 0.10-0.10 0.10 0.10达到解离平衡时，溶液中所含 HB 的未解离部分和已解离成离子部分的总浓度为：(0.10-0.10 ) +0.10 +0.10 molkg-1 = 0.10(1+ ) molkg-1由 Tb = KbbB 可得0.052 K = 0.512 Kkgmol-1 0.10(1+ ) molkg-1= 0.016 = 1.6%16. 试述离子相互作用理论的要点和离子氛的概念，并用该理论解释为何强电解质在水溶液中的表观解离度小于 100%。答：该理论的要点是：(1)强电解质在水溶液中是全部解离的。(2)离子间通过静电力相互作用，每一个离子都被周围电荷相反的离子包围着，形成所谓离子氛。在强电解质溶液中，由于电解质全部解离，离子浓度一般较大。由于离子氛的存在，离子间相互作用而互相牵制，强电解质溶液中的离子并不是独立的自由离子，不能完全自由运动，因而不能百分之百地发挥离子应有的效能，故通过实验测得的强电解质在水溶液中的表观解离度小于 100%。17. 求 25 时 0.01 molL-1 HCl 溶液的离子强度、活度因子、活度。解： = 0.010 molkg-1(+1)2+0.010 molkg-1(-1)2 = 0.010 iZbI21molkg-1 051.kgmol 01.)(1molkg 509.Alg 12/1/ Iz = 0.89 89.)l /(gkl.81-1B /ba18. 分别用浓度和活度计算 0.0050 molL-1 KNO3 溶液在 25的渗透压力，设 = 0.92。解：用浓度计算： kPa52K 98molLkPa 8.314Lmol051B .RTic用活度计算： 3 l .l.92 11B i第三章1. 用酸碱质子理论判断下列分子或离子在水溶液中哪些是质子酸？哪些是质子碱？哪些是两性物质？H3PO4，HSO 4-，H 3O+， HS-，Al(H 2O)63+，CO 32-，HCOOH，NH 4+，OH -，H 2S，HPO 42-，HCN，S 2-解：质子酸：H 3PO4，H 3O+，Al(H 2O)63+，HCOOH，H 2S，HCN， NH4+质子碱：CO 32-，OH -，S 2-两性物：HSO -4，HS -，HPO 42-2. 找出下列酸碱的各自相应的共轭碱或共轭酸：NH4+，H 2CO3，H 2PO4-，PO 43-， H2O， Cr(OH -)(H2O) 5 2+，S 2-，Ac -解：共轭酸碱对NH4+NH 3， H2PO4-HPO 42-，H 2CO3HCO 3-， HPO42-PO 43 -，HS -S 2-，HAcAc -， Cr(H 2O) 6 3+Cr(OH -)(H2O) 5 2+3. 根据酸碱质子论写出下列质子酸在水溶剂中的解离平衡反应式及酸度平衡常数 Ka 表达式。 （1） HCN；（2）NH 4+答： HCN + H2O CN + H3O+ A+-3aHOCNKNH4+ + H2O NH3 + H3O+ +33a444弱电解质溶液稀释时，为什么解离度会增大？而溶液中水合氢离子浓度反而减小呢？答：（1）根据稀释定律 ，K a 在一定温度下为一常数，对同一弱c电解质，当溶液稀释时，浓度 c 变小，则解离度 将变大。（2）又因H 3O+ ，所以当 c 变小时，H 3O+将减小。a5. 什么叫弱电解质溶液中的同离子效应？盐效应？在同离子效应存在的同时，是否存在盐效应？以哪个效应为主？答：（1）同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与该弱电解质含有相同离子的强电解质使弱电解质解离度的现象叫同离子效应。 （2）盐效应：在弱电解质的溶液中，加入不含共同离子的强电解质时引起弱电解质的解离度稍微增大的效应叫盐效应。 （3）在产生同离子效应的同时，也存在盐效应，只不过与同离子效应相比，盐效应较弱，是以同离子效应为主。6计算 0.10 molL-1 H2S 水溶液中同时含有 0.10 molL-1HCl 时的 S2-浓度。解. H2S 分两步解离(1) H2S + H2O H3O + HS- A+-38a122HO(S)=.910K(2) HS-+H2O H3O+ + S2- +-33a2.根据多重平衡规则(1) + (2) 得H2S + 2H2O 2H3O+ + S2-A2+-312HOSaKK溶液中的H 3O+浓度应包括 HCl 电离出的 H3O+及 H2S 两步解离出的 H3O+，因H2S 的 很小，加之同离子效应，溶液中 H3O+的总浓度可以近似地用 HCl 解离出的 H+浓度代替，H 2S 的平衡浓度也可近似地用 H2S 起始浓度代替。故813-1122- 19-12-3.910.0. molL.0 olL lK由计算知道：在含有 0.10 molL-1HCl 的 0.10 molL-1H2S 水溶液中，。与纯水 H2S 水溶液中的2-19-1S.0 molL相比较，由于 0.10 molL-1HCl 的存在，使S 2-降低- 3-a2K很多。反之，如果降低溶液的酸度，则促使 H2S 的解离平衡右移，结果使 S2-离子浓度增大。7计算 0.10 molL-1NaCN 溶液中的OH 、H 3O+和 pH 为多少？已知Kb(CN-)= 1.610-5。解： c/Ka = 0.10 molL-1/ 1.610-5 500，可用最简式计算 - 5-13-1bOH1.60.molL.0olLc -14+ 12-w3 3- 7. l. l 12-1plglg7.0 ol.8计算 0.10 molL-1H2S 水溶液的H 3O+、pH、S 2-和 H2S 的 。已知 Ka1 = 9.110 -8，K a2 =1.210 -13。解： Ka1K a2，只考虑 H2S 的第一步解离对H 3O+的贡献。c/Ka = 0.10 molL-1/ 8.910-8 500 所以根据最简公式计算H2SH 2O H3O+HS A8-15-13a1O.90. molL9.40 olLc 534pH4.03S2-按第二步解离平衡计算HS H 2O H3O SA2-5-1-1+2-3 13a29.40 molLolS.20. lK H2S 在水溶液中的解离分两步进行，则表达式中的H 3O+应当相同。又因Ka1 极小，HS -的解离很少，假设 ，于是513HOS9.4 molL2131a2.0 molL+5-139.40 olL%0%.94c9乳酸 HC3H5O3 是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，己知乳酸的 Ka=1.410-4,试计算浓度为 1.010-3 molL-1 溶液的 pH。解： c/Ka = 0.10 molL-1/ 1.410-4 500 +43-14-131.0.molL.70 molL+3pHlgOlg710麻黄碱（C 10H15ON）又名麻黄素，为一元弱碱，常用于预防及治疗支气管哮喘及鼻黏膜肿胀、低血压症等。实验验