分离过程化学习题答案

1、第一章习题1.答案：用硫酸高铁矿浸出细磨黄铜矿的过程为固膜扩散控制，在浸出过程中，生成了致密层的硫，包覆在矿物颗粒的表面，这就是硫酸高铁矿浸出细磨黄铜矿的反应速率特别低的原因。2、氯离子和铁离子生成多级配合物，试计算 hcl浓度为1.00mol/l 的时候，fe3+, fecl2+ , fecl2+, fecb, fecl/的浓度，并计算此时 自由fe3+离子占fe总浓度的百分数。已知fe （田）-cl配合物体系 的逐级稳定常数 ki=4.2,心=1.3, k3=0.040, k4=0.012 （25 c,i=1.0) , cfeci3=0.01 mol/l。解：b 1= ki=4.2, 3

2、2= kixk2=5.46,b 3= k1xk2x k3=0.48, 3 4= k1x k2xk3xk4=0.00262fe3 tfe34 9.23 10 4mol / l1ic1 2cl 3cl 4cl _2 _3 _3fecl 1fe cl 3.8 10 mol / lfecl2 1fe3 cl 3.8 103mol/lfecl2 2fe3 cl 2 5.0 10 3mol/lfecl33fe3 cl 3 2.0 10 4mol/lfecl4 4fe3 cl 4 2.4 10 6mol/lfe31ncl n9.19%3.、已知草酸的电离常数为lgkai=-1.4, lgka2=-3.8,试

3、计算ph=3时,溶液中c2o4-, hc2o4-, h2c2。4占草酸总量的百分数。b 2=1.58x 105解：由已知可得，b 1=6309.6, 且h+=10-3mol/l ,则11 nh n1h 1nh n2h 21nh n13.39%84.49%2.12%4、计算nh3在溶液中加合质子不超过1%时最低ph值，已知nh3 的加质子常数为lgkh=9.4。解：平衡时,l/h nh4k nh3h h nh4ktnh31%99% 109.44.02 10 12mol/l贝u ph=11.45、nh3-nh4no3缓冲溶液中,nh3和nh4+的总浓度为0.2mol/l,该 溶液中有总浓度为 1.

4、0x10-4 mol/l的ni (h)盐，已知该溶液的 ph=10.0,各级配离子的稳定常数为lg (3 1=2.75, lg b 2=4.95, lg (33=6.64, lg 8 4=7.79, lg 8 5=8.50, lg b 6=8.49, ni (oh) +的稳定常数 lgki=4.6, nh4+的加质子常数lgkh=9.4,试计算此溶液中游离的ni2+ 的浓度。解:lph pkh lg 1nh4 nh3nh3nh40.2mol/l,解得nh3=0.16mol/lni2 1tnn 1.01 10 9mol/lnnh3kioh 解：由 lgkh=9.4 可得 pka=9.4而 ph=

5、pka+lg(nh 3/nh 4+) ph=10.0 nh 3+nh 4+=0.2mol/lnh3=0.1598mol/lni2+ni(nh 3)n+ni(oh) +=10-4mol/lni2+ni(nh 3)n= ni 2+(1+例nh3+ 色nh 32+ +何nh36)=ni2+x8.678x 104mol/lni(oh) += ni2+xoh-xkani2+=10-4/(1+8.678x 104+10-4x 104.6)=1.15x 10-9mol/l 第二章习题1. 答案：因为铅不仅被硫酸铅表面吸附，而且大量的被硫酸铅包藏于内， 而醋酸铵不能浸取硫酸铅内部的铅， 所以沉淀的铅不能全部被

6、醋酸铵浸取。2. 答案：baso4 与 caso4 是化学类似物，有相同的化学构型，在大量钡盐沉淀时， 有少量钙也沉淀下来， 形成混晶； 包藏作用会更大，因为后一种方法使溶液中有大量钡存在，会有大量钡盐析出。5 .在bab2rab2h2o体系中，如果自饱和溶液中十分缓慢结晶时,满足均匀分配公式 , 如果自饱和溶液中迅速结晶时, 满足非均匀分配公式 , 假若结晶系数和分配系数相等,且等于 10, 试计算在上述两种情况下，当bab2从溶液中结晶出一半时,rab2结晶出来百分之几？ 如果重复上述操作10次，得到的晶体中，babr2和rab2各占原始量 的百分之几 ？解: (1) 自过饱和溶液中迅速结

7、晶时，满足非均匀分配的数学表达式：ln(a/ (a x )=入 lp10 4.605k19925.75 .已知放射性元素碳在水相中仅以单分子状态存在，而在某一有机 相中会发生缔合，几乎全部都以双原子分子状态存在，若碳在有机 相中的分析浓度为1.00x 10-4mol/l时，分 配比d=100,问当碳在有机相中的分析浓度为原来的1/10,分配比是多少？解：2at at2(org)di2at2orgataq100at2org -20rgat(2网100)22500 义吗 2,5 107at2 1 10 42at2org2at2orggd27-g2(at2org)2ataq(at2org)2k5_7

8、2 (105 2.5 107) 31.626 . 四氧化钺在四氯化碳和水中的分配可描述如下（1） oso4 h2o k1 h2oso5h2oso5 k2 h hoso5 , hoso5 k3 hoso52在有机相：4oso4 ko （ospo4）（o）在两相中的分配比试将钺的分配比d表示成ki, k2, k3, p, ko, h+和水相中oso4浓度的函数. 解：（oso4） p （oso4）（o）h 2oso4 kjoso, hoso5 k2h2osq/h kik2oso4/ h 22osq2 kahoso5 /h kik2k3oso4。h 2（ospo）。 kooso4o4 kp4oso4

9、4_ 一 .4_ _ .4d poso4 4kop oso4oso4 kioso4 klk2oso4/ h kik2k30。4/ h 2 43p 4kop oso4 21 k1 k1k2 /h k1k2k3/h 27.某浓度的8-羟基唾咻氯仿溶液，在ph=1.0时，可萃取元素a 1%,元素b 0.1%,在ph=5时，萃取a 98%, b 0.9%,问(1)在ph=5时萃取，ph=1.0时反萃取, 需要多少次这样的操作，才能使a, b两元素在水相中的浓度比为起始值的1.0x104倍；(2)经过这样萃取后，a的回收率是多少？ n 98% 99%4解：(1) 1.0 1040.9% 99.9%解得n

10、=2,即需要两次这样的操作，可以使 a, b两元素在水相中的浓 度比为起始值的1.0x 104倍。(2) a 的回收率为：(98% x 99%) 2=94.12%第四章习题1、称取0.812g氢式阳离子交换树脂，置于 200ml, 0.143mol/l的naoh溶液中，待溶液的ph值不再变化时，取出50ml用0.982mol/l 的hcl滴定，达到终点，消耗 hcl为6.2ml,求树脂的交换容量。解：nh+=noh-总量一noh-剩余=0.143x 0.2 4x 0.982 x 6.2x 10-3=4.2464x 10-3mol=4.2464mmolq= nh+/m=4.2464/0.812=

11、5.230 mmol/g2、将0.2567gnacl和kbr的混合无溶于水中并通过氢式阳离子交换 树脂，用0.1023mol/l的naoh溶液滴定洗出液，用去了 34.56ml达 到了等当点，求此混合物中两种盐的百分含量。解：k+ nna+=34.56x 10-3x 0.1023=3.5355mmol119 nk+58.44 2=0.2567解得:n+=8.27x 10-4mol,nna+=2.708x 10-3molwnaci=2.708x 10-3x 58.44/0.2567=61.65%wkbr =38.35%3、某一色层系统中，溶质的容量因子k=3.2,试问该溶质在流动相中的百分数是多

12、少？解：l nm区1%k 1 3.2 123.81%nm4、某一色层分离中，组分a于18分钟流出，组分b于30分钟流出,死时间为2分钟，试计算：(1) b对a的相对保留值(2) a和b在柱内的容量因子(3) a在固定相停留的时间分数解：1) a=rb/tra=( trb t0)/( tra 助=(30-2)/(18-2)=1.752) ka = tra/t0=(18-2)/2=8kb = trb/to=(30-2)/2=143) a 在流动相停留分数rf=1/(1+ka)=1/(1+8)=11.11%则a在固定相停留分数rf=1-rf=1-11.11%=88.89%(1)(2)(3)trb%

13、一 + tratrat0trb t030 2trat018 21.75t0kbtrbt0t014trat0tra88.89%5、物质p和q在色层柱上的保留时间分别为 18.7min和21.1min,峰底宽分别为1.21min和1.31min,求二者的分离度2(tr2 tr1)r 2 r 1角牛：r= w w12(21.1 18.7)-1.9051.31 1.21解：ca/ca = 3.2h/h = d(分配比)对于第种，树脂h浓度不变，则caca=3.2x(5.02mmol/g) /(0.12mmol/ml)=(8000/g) /1/ml溶液中ca的量/树脂中ca的量=1x 100ml/800

14、0x2g =1/160溶液中 ca 的分数=1/ (160+1) x 100% = 0.62%对于第种，假设溶液中ca都到树脂中d=100mlx(0.001mmol/ml) x2/2g =0.10mmolhj/g则h =5.0-0.10=4.9mmol/g 干树脂h+=0.1mmol/ml + (0.1mmol/gx 2g)/100ml =0.102mmol/mlcaca= 3.2x (4.92mmol/g) /(0.1022mmol/ml)=(7400/g) /1/ml溶液中ca的量/树脂中ca的量=1 x 100ml/7400x 2g =1/148溶液中 ca 的分数=1/ (148+ 1

15、) x 100% =0.67%2.q 一十入目40.004 908mmol解： 父换谷事为： 2 1.85mmol/l0.53 10dm 2补一珈入目40.004 1120mmol父换谷量为：2 2.28mmol/l0.53 10dm 2 假设穿透曲线为对称的s型，则b - 1014ml2h (ba) /ba11 0.054 94.6%hh第六章 1.解：由渗透压的公式兀=。rtn/v对电解质 -2,假设v=1l,p水p液，则有3.5%海水：历=0 rtn/v方=2x 8.314x 298.15x 1000x 3.5%/ ( 58.5x 1 x 10-3)= 2.97x 106pa0.1 %苦咸水： l。rtn/vt2 = 2x8.314x298.15x 1000x 0.1%/ ( 58.5x 1 x 10-3)= 8.48x 1