农业出版社无机及分析化学习题解答汇总完整版.docx
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农业出版社无机及分析化学习题解答汇总完整版
无机及分析化学(Ⅰ)习题解答
第1章
分散体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1
第2章
化学热力学基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
8
第3章
化学反应速率和化学平衡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
15
第4章
物质结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
22
第5章
分析化学概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
27
第6章
酸碱平衡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
31
第7章
酸碱滴定法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
36
第8章
沉淀溶解平衡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
44
第9章
重量分析法和沉淀滴定法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
49
第10章
配位化合物⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
53
第11章
配位滴定法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
62
第12章
氧化还原反应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
67
第13章
氧化还原滴定法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
78
第14章
电势分析法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
83
第15章
吸光光度分析法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
86
第16章
试样分析中常用的分离方法简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
90
第17章
重要生命元素简述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
93
第18章
原子核化学简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
96
第1章分散体系
1-1.人体注射用的生理盐水中,含有NaCl0.900%,密度为1.01g?
mL-1,若配制此溶
液3.00×103g,需NaCl多少克?
该溶液物质的量浓度是多少?
解:
配制该溶液需NaCl的质量为:
m(NaCl)=0.900%×3.00×103g=27.0g
该溶液的物质的量浓度为:
c(NaCl)=
27.0g/58.5gmol-1
-1
3
-1
)
-3=0.155molL
(3.00
10g/1.01gmL
10
1-2.把30.0g乙醇(C2H5OH)溶于50.0g四氯化碳(CCl4)中所得溶液的密度为
1.28g?
mL-1,
计算:
(1)乙醇的质量分数;
(2)乙醇的物质的量浓度;
(3)乙醇的质量摩尔浓度;
(4)乙醇的
摩尔分数。
解:
(1)w(C2H5OH)=
m(C2H5OH)
30.0g
=0.38
m(C2H5OH)
m(CCl4)
30.0g50.0g
(2)c(C2H5OH)=n(C2H5OH)
30.0g/46gmol
-1
-3=10.4molL·
-1
-1
V
[(30.0+50.0)g/1.28gmL]
10
30.0g
-1
(3)b(C2H5OH)=
n(C2H5OH)
46g
mol
-1
-3
=13.0molkg·
m(CCl4)
50.0
10
kg
30.0g
(4)x(C2H5OH)=
n(C2H5OH)
=
46gmol-1
n(C2H5OH)+n(CCl4)
30.0g
-1
+
50.0g
-1
46gmol
mol
153.6g
=
0.65
0.66
0.65
0.33
1-3.将5.0gNaOH、NaCl、CaCl2分别置于水中,配成
500mL溶液,试求c(NaOH)、
c(NaCl)、c(1CaCl2)。
2
解:
NaOH、NaCl和1CaCl2的摩尔质量分别为:
2
1
M(NaOH)=40gmol·-1M(NaCl)=58.5gmol·-1M(1CaCl2)=55.5gmol·-1
2
所以,它们的物质的量浓度分别为:
c(NaOH)=
5.0/40
=0.25(molL-1·)
500/1000
c(NaCl)=
5.0
/58.5
-1
500
/1000
=0.17(moL·)
1
5.0/55.5
c(
CaCl2)=
2
500/1000
=0.18(molL-1·)
1-4.盐酸含HCl37.0%(质量分数),密度为1.19g·mL-1。
计算:
(1)盐酸的物质的量浓度。
(2)盐酸的质量摩尔浓度。
(3)HCl和H2O的物质的量分数。
解:
(1)盐酸的分子量为36.5
10001.1937.0%
-1
c(HCl)=
=12.06molL·
36.5
100037.0%
(2)b(HCl)=
36.5(137.0%)
-1
=16.09molkg·
37.0%/36.5
(3)x2=
=0.225;
37.0%/36.5
(137.0%)/18
x1=1-x2=0.775
1-5.计算0.10mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液的离子强度。
解:
I=
1
2
2
(0.30
×1+0.10
×3)=0.6
2
1-6.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系数。
解:
KClI=0.1
0.509z
zI
0.509
10.1
lg
I
=
=-0.12
1
1
0.1
γ=0.76
±
1-7.将19g某生物碱溶于
100g水中,测得溶液的沸点升高了
0.060K,凝固点降低了
2
0.220K。
计算该生物碱的相对分子质量。
解:
Tb
KbbB0.512Kkgmol1
19g
0.060K
M
0.1kg
M=1.62
10×3
gmol·-1
Tf
KfbB
1.86Kkgmol1
19g
=0.220K
M
0.1kg
M=1.61×10
3
gmol·-1
所以,该生物碱的相对分子质量为:
(1.61
1.62)
103gmol-1
1.62103gmol-1
2
1-8.溶解0.324g
硫于4.00gC6H6中,使C6H6的沸点上升了0.81K。
问此溶液中的硫
分子是由几个原子组成的?
[Kb(C6H6)=2.53K?
kg?
mol-1
]
解:
设此溶液中的硫分子由
x个硫原子组成,则其摩尔质量为32xg?
mol-1
0.324g
bB
nB
32xg
mol1
2.53molkg1
mA
4
103
x
由于
T
K沸b,
b
B
Tb
0.81K
2.53K
kgmol-12.53molkg-1
x
所以x=8
故溶液中的
1个硫分子是由
8个硫原子组成的。
1-9.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
(γ±=0.92)。
解:
(1)Π=icRT=2×0.005×8.314×398=33.09(kPa)
(2)Π=iγ±cRT=2×0.92×0.005×8.314×398=30.44(kPa)
1-10.101mg胰岛素溶于10.0mL水,该溶液在25.0℃时的渗透压是4.34kPa,计算胰
岛素的摩尔质量和该溶液的凝固点。
解:
设胰岛素的摩尔质量为M,由于渗透压可由下式计算
Π=cBRT
3
-3
所以4.34kPa=
101
10g
8.314kPaLmol-1K-1298.15K
M10
10-3
L
M=5.78×103g·mol-1
该溶液的凝固点下降为:
TfK凝bB1.86K
kgmol1(10110-3/5.78103)mol=0.0033K
10103kg
所以,该溶液的凝固点
Tf=-0.0033
℃
1-11.今有两种溶液,其一为1.50g
尿素(NH2)2CO溶于200g水中;另一为42.8g未知
物溶于1000g水中,这两种溶液在同一温度开始沸腾,计算这个未知物的摩尔质量。
解:
由于两种水溶液的沸点相同,故其沸点升高值相同,则它们的质量摩尔浓度相同。
设未知物的摩尔质量为M,可得如下关系:
1.5g42.8g
60gmol-10.2kgM1kg
M=342.4gmol·-1
所以,该未知物的摩尔质量为342.4g?
mol-1。
1-12.人体血浆的凝固点为272.59K,计算正常体温(36.5℃)下血浆的渗透压。
(设血浆
密度为1g?
mL-1)
解:
K凝=1.86K?
kg?
mol-1
bB
Tf(273.15
272.59)K
0.30mol
kg
-1
K凝
1.86K
kgmol-1
为计算方便,设有血浆
1kg,则其在36.5℃下的渗透压为:
nBRT
bB
1kgRT
V
1kg/
=0.30mol8.314kPaLmol-1K-1
(273.1536.5)K
1.0L
=772kPa
1-13.硫化砷溶胶是由
H3AsO3和H2S溶液作用而制得的
2H3AsO3+3H2S
As2S3+6H2O
试写出硫化砷胶体的胶团结构式
(电位离子为HS-)。
试比较NaCl、MgCl2、AlCl3三种
电解质对该溶胶的凝结能力,并说明原因。
4
解:
由题意可得,该胶团的结构式为:
[(As2S3)m?
n(HS-)?
(n-x)H+]x-?
xH+
由于胶粒带负电荷,所以带正电荷的离子对其有凝结作用,正电荷越多,凝结能力越
强。
因此,AlCl3对该溶胶的凝结能力最强,
NaCl对该溶胶的凝结能力最弱。
1-14.取血红素1.00g溶于水配成100mL溶液。
测得此溶液在
20℃时的渗透压为366Pa,
计算:
(1)溶液的物质的量浓度;
(2)血红素的分子量。
解:
(1)由渗透压公式
Π=cRT得
0.366kPa
-4
-1
c
RT
8.314kPaLK1
mol1293.15K=1.50
10
molL
(2)设血红素的摩尔质量为
M,则
1.00g/M
1.5010-4
molL-1
0.1L
M=6.70×104g·mol-1
所以,血红素的分子量为
6.70×104。
1-15.为防止水箱结冰,可加入甘油以降低其凝固点,如需使凝固点降低到
-3.15℃,
在100g
水中应加入多少甘油?
(甘油的相对分子量为
92)
解:
由题意得
Tf=3.15℃
因为
TfK凝b
b
Tf
℃
1.69molkg-1
3.15
K凝
1.86Ckgmol-1
所以,100g水中应加入的甘油质量为:
m=b·mA·M=1.69molkg·-1×0.1kg×92g·mol-1=16g
1-16.由于食盐对草地有损伤,因此有人建议用化肥如硝酸铵或硫酸铵代替食盐来融
化人行道旁的冰雪。
下列化合物各100g溶于1kg水中,问哪一种冰点下降的多?
若各0.1mol
溶于1kg水中,又问哪一种冰点下降的多?
(1)NaCl
(2)NH4NO3(3)(NH4)2SO4
答:
根据依数性定律,答案分别为
(1);(3)
NaClNH4NO3(NH4)2SO4
100g物质含离子数(mol)100×2/58.5100×2/80100×3/132
0.1mol物质含离子数(mol)0.20.20.3
1-17.树干内部树汁上升是渗透压所致,设树汁的浓度为0.20mol·L-1的溶液,在树汁
5
的半透膜外部水中非电解质浓度为0.02mol·L-1。
试估计在25℃时,树汁能够上升多高。
解:
根据求渗透压公式Π=cRT=(0.20-0.02)
8×.314×298=446kPa
(446/101.3)
10×.33≈45.8(m)4
-1
-1
KI溶液,欲制AgI溶胶,在下列四种
1-18.现有0.01molL·AgNO3溶液和0.01mol·L
条件下,能否形成
AgI溶胶?
为什么?
若能形成溶胶,胶粒带何种电荷?
(1)两种溶液等体积混合;
(2)混合时一种溶液体积远超过另一种溶液;
(3)AgNO3溶液体积稍多于KI溶液;
(4)KI溶液体积稍多于AgNO3溶液。
解:
(1)不能;反应完后,没有剩余的电位离子,恰好生成AgI沉淀;
(2)不能;由于过多的剩余电解质溶液也能使溶胶凝结;
(3)能;AgI颗粒能吸附少量的Ag+而形成溶胶粒子;溶胶粒子正电荷。
(4)能;AgI颗粒能吸附少量的I-而形成溶胶粒子;溶胶粒子负电荷。
1-19.试比较MgSO4,K3[Fe(CN)6]和AlCl3三种电解质在下列两种情况中凝结值大小的
顺序。
-1
·L
-1
AgBr溶胶
(1)0.008molL·AgNO3溶液和0.01mol
KBr溶液等体积混合制成的
-1
·L
-1
KBr溶液等体积混合制成的
AgBr溶胶
(2)0.01molL·AgNO3溶液和0.008mol
解:
(1)因为KBr过量所得AgBr溶胶为负溶胶,决定AgBr负溶胶凝结的因素为电解质中
阳离子电荷的多少,电荷愈多,凝结值愈小,所以其凝结值由大到小的顺序为:
K3[Fe(CN)6]>MgSO4>AlCl3。
(2)因为AgNO3过量所得AgBr溶胶为正溶胶,决定AgBr正溶胶凝结的因素为电解质中
阴离子电荷的多少,电荷愈多,凝结值愈小,所以其凝结值由大到小的顺序为:
K3[Fe(CN)6] 1-20.混合等体积0.008mol·L-1AgNO3溶液和0.003mol·L-1的K2CrO4溶液,制得Ag2CrO4 溶胶,写出该溶胶的胶团结构,并注明各部分的名称,该溶液的稳定剂是何种物质? 解: 因为AgNO3过量,电位离子是Ag+,也是稳定剂,胶团结构为: + - x+ - , [(Ag2CrO4)m·nAg ·(n-x)NO3] ·xNO3 胶核: (Ag2CrO4)m, 6 - ]x+, 胶粒: [(Ag2CrO4)m·nAg+·(n-x)NO3 - - , 胶团: [(Ag2CrO4)m·nAg+·(n-x)NO3 ]x+·xNO3 电位离子: Ag+ 反离子: NO3 - 7 第2章化学热力学基础 2-1.估计下列过程S、H、G的符号。 (1)硫酸溶于水 (2)室温下冰融化(3)NaNO3(s)溶于水 解: (1)S>0,H<0,G<0; (2)S>0,H>0,G<0; (3)S>0,H>0,G<0。 2-2.确定下列各组物质熵值的大小顺序。 (1)H2O(l)、H2O(g)、H2O(s); (3)CH4(g)、C2H6(g); (2)H2(g,310K)、H2(g,298K) (4)Fe(s)、Fe2O3(s)。 解: (1)S(H2O,g)>S(H2O,l)>S(H2O,s) (2)S(H2,g,310K)>S(H2,g,298K) (3)S(C2H6,g)>S(CH4,g) (4)S(Fe2O3,s)>S(Fe,s) 2-3.计算体系热力学能的变化 (1)体系从环境吸热1000J,并对环境作功 540J; (2)体 系向环境放热535J,环境对体系作功 250J。 解: (1)U=Q+W=(+1000)+(-540)=460(J) (2)U=Q+W=(-535)+(+250)=-285(J) 2-4.求下列反应的 θ θ (Fe2O3,s)=-822.2kJmol·-1, θ rHm。 [ fHm fHm(Al2O3,s)=- 1670kJmol·-1,其余fHmθ值查附录一] (1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) (2)C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(l) (3)Fe2O3(s)+2Al(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) 解: (1)rHmθ=4fHmθ(NO,g)+6fHmθ(H2O,g)-[4fHmθ(NH3,g)+5fHmθ(O2,g)] =4×90.25+6×(-241.8)-[4(-46×.11)+50]× =-905.36(kJmol·-1) θθθθ (2)rHm=fHm(C2H5OH,l)-[fHm(C2H4,g)+fHm(H2O,g)] 8 =-277.7-[(52.26+(-241.8)] =-88.16(kJmol·-1) (3) θ fHm θ θ θ θ rHm=2 (Fe,s)+fHm(Al2O3,s)-[ fHm(Fe2O3,s)+2fHm(Al,s)] =2×0+(-1670)-[(-822.2)+2 0]=×-847.8kJ -1 mol· 2-5. 已知 θ -1 θ -1 , cHm (C3H8,g)=-2220.9kJmol·,fHm(H 2O,l)=-285.8kJmol· θ -1 ,求 C3H8(g)的 θ fHm(CO2,g)=-393.5kJmol· fHm。 解: C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) θ θ θ θ cHm(C3H8,g)=3 fHm(CO2,g)+4 fHm(H2O,l)- fHm (C3H8,g) -2220.9=3 (-393×.5)+4 θ (-×285.8)-fHm (C3H8,g) θ ×(-393.5)+4 ×(-285.8)+2220.9 fHm(C3H8,g)=3 =-102.8(kJ
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