《无机及分析化学原理和应用》习题.docx
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《无机及分析化学原理和应用》习题
《无机及分析化学原理和应用》习题
第1章物质的聚集状态
1.1在25℃时,若电视机用显象管的真空度为4.0×10-7Pa,体积为2.0L,试求显象管中气体的分子数。
1.2实验测得在310℃、101.3kPa时,单质气态磷的密度是2.64g·L-1,求磷的化学式。
1.3收集反应中放出的某种气体并进行分析,发现C和H的质量分数分别为0.80和0.20,并测得在0℃和101.3kPa下,500mL此气体质量为0.6995g,试求:
⑴这个气态化合物的最简式;⑵它的相对分子质量;⑶它的分子式。
1.4在一只200℃的1000L锅炉中有25.0kg水蒸气,假定它是理想气体,计算它的压力。
1.5在27℃和101.3kPa下,某充满氮气的烧瓶重50.43g,同一烧瓶改充氢气后,称重为49.89g,求该烧瓶的体积?
1.6人在呼吸时呼出气体的组成与吸入空气的组成不同。
在36.8℃和101kPa时,某典型呼出气体的体积分数是:
N275.1%;O215.2%;CO23.8%;H2O5.9%。
试求:
⑴呼出气体的平均相对分子质量;⑵CO2的分压力。
1.7A球的体积为2.0L,B球为1.0L,两球可通过活塞连通。
开始时,A球充有101.3kPa空气,B球全部抽空但盛有体积小到可被忽略的固体吸氧剂。
当活塞打通,A球空气进入B球,氧被全部吸收。
平衡后气体压力为60.80kPa,求空气中氮和氧分子数目之比。
1.8炼钢炉中加入1.0×104kg含碳3%(质量分数)的生铁,通入空气后碳全部燃烧成CO和CO2,求:
⑴其中的碳燃烧为CO,的碳燃烧为CO2,试计算需要多少mol的氧气?
⑵这些氧气在27℃和101.3kPa下具有的体积是多少L?
⑶空气中含氧气21%(体积),试计算所需要的空气的体积(在27℃、101.3kPa下)。
1.9在使用金属铝与苛性钠溶液反应制取氢气的实验中,293K时用排水集气法收集氢气。
在水面上收集的气体体积为0.355L,压力为100.0kPa,求氢气的质量(该温度下,水的饱和蒸气压=2.3kPa)。
1.10CHCl3在40℃时蒸气压为49.3kPa,于此温度和98.6kPa压力下,有4.00L空气缓缓通过CHCl3(即每个气泡都为CHCl3蒸气所饱和),求:
⑴空气和CHCl3混合气体的体积是多少?
⑵被空气带走的CHCl3质量是多少?
1.11100mL质量分数为30.0%的过氧化氢(H2O2)水溶液(密度1.11g·mL-1)在MnO2催化剂的作用下,完全分解变成O2和H2O。
问:
⑴在18.0℃,102kPa下用排水集气法收集氧气(未经干燥时)的体积是多少?
⑵干燥后,体积又是多少?
(在18.0℃,水的饱和蒸气压=2.06kPa)。
1.12在15℃和100kPa压力下,将3.45gZn和过量酸作用,收集得1.20L氢气。
求Zn中杂质的质量分数(假定这些杂质和酸不起作用)。
1.13在20℃、99kPa时用排水集气法要收集1.5L氧气,至少要取多少gKClO3(用MnO2做催化剂)进行热分解(在20℃,水的饱和蒸气压=2.3kPa)?
1.14现有K2HPO4溶液,体积为300mL,其中含有5.369gK2HPO4·3H2O,计算该溶液的物质的量浓度。
1.15取1滴含铅离子25µg的铅盐溶液(约为0.05mL),当稀释至一升时,问该溶液的浓度为多少(用µg·mL-1表示)?
1.16在20℃,I2在水中的溶解度为0.0285g/100gH2O,求这种饱和溶液中I2的摩尔分数。
1.17制备250g、质量分数为25.0%的硫酸溶液,需要用多少g浓硫酸(质量分数为98%)?
1.18计算在60.0mL相对密度1.065、质量分数为58.0%的醋酸溶液中所含醋酸的克数。
1.19现需1500g、质量分数为86%的酒精作溶剂。
实验室存有质量分数为70%的回收酒精和质量分数为95%的酒精,应各取多少进行配制?
1.20腐蚀印刷线路版常用质量分数为35%的FeCl3溶液,怎样用FeCl3·6H2O配制1.5kg这种溶液?
这种溶液中FeCl3的摩尔分数是多少?
1.21现拟制备一种质量分数为20%的氨水溶液,它的密度为0.925g·mL-1,问制备250L此溶液需要用多少体积的氨气(在标准状况下)?
1.22计算0.01135mol·L-1HCl溶液对CaO的滴定度。
第2章化学分析、测量误差与数据处理
2.1若将H2C2O4·2H2O基准物长期保存于保干器中,用来标定NaOH溶液的浓度时,结果是偏高还是偏低?
分析纯的NaCl试剂若不作任何处理就用来标定AgNO3溶液的浓度,结果会偏高还是偏低?
试解释之。
2.2称取纯金属锌0.3250g,溶于HCl后,稀释到250mL容量瓶中,计算Zn2+溶液的物质的量浓度。
2.3胃酸中盐酸的浓度近似为0.170mol·L-1。
计算中和50.0mL这种胃酸所需的下列抗酸剂的质量:
⑴NaHCO3;⑵Al(OH)3;⑶MgO。
2.4用0.4000mol·L-1HCl和2.600gNa2CO3完全反应,问需要此HCl溶液多少mL?
2.5将0.4238g的某一元酸样品溶解在水中,34.70mL0.1000mol·L-1NaOH溶液与此酸样品完全反应。
求此酸的摩尔质量。
2.6滴定0.1560g草酸的试样,用去0.1011mol·L-1NaOH22.60mL,求草酸试样中H2C2O4·2H2O的质量分数。
2.7分析不纯CaCO3(其中不含干扰物质)。
称取试样0.3500g,加入浓度为0.2000mol·L-1HCl溶液50.00mL,煮沸除去CO2,用浓度为0.2012mol·L-1的NaOH溶液返滴定过量的酸,消耗15.84mL,试计算试样中CaCO3的质量分数。
2.8下列情况分别引起什么误差?
如果是系统误差,应如何消除?
⑴砝码被腐蚀;
⑵天平两臂不等长;
⑶容量瓶和移液管不配套;
⑷天平称量时最后一位读数估计不准;
⑸以质量分数为0.99的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液。
2.9有一铜矿试样,经两次测定,得知铜的质量分数为0.2487、0.2493,而铜的实际质量分数为0.2505。
求分析结果的绝对误差和相对误差。
2.10测定某样品中氮的质量分数,六次平行测定的结果是0.2048,0.2055,0.2058,0.2060,0.2053,0.2050。
⑴计算这组数据的平均值、平均偏差、标准差和变异系数;
⑵若此样品是标准样品,其中氮的质量分数为0.2045,计算以上测定结果的绝对误差和相对误差。
2.11用某一方法测定矿样中锰含量的标准差S是0.0012,锰的质量分数的平均值为0.0956,设分析结果是根据四次、九次测得的,计算两种情况下的平均值的置信区间(95%置信度)。
2.12标定HCl溶液时,得下列数据:
0.1011,0.1010,0.1012,0.1016mol·L-1。
用Q检验法进行检验,第四个数据是否应该舍弃?
设置信度为90%。
2.13测定某一热交换器中水垢的P2O5和SiO2的质量分数如下(已校正系统误差):
ω(P2O5):
0.0844,0.0832,0.0845,0.0852,0.0869,0.0838
ω(SiO2):
0.0150,0.0151,0.0168,0.0120,0.0163,0.0172
根据Q检验对可疑数据决定取舍,然后求出平均值、标准差和置信度为90%时平均值的置信区间。
2.14下列各数含有的有效数字是几位?
⑴0.0376;⑵1.2067;⑶0.2180;
⑷6.022×1023;⑸4.80×10-10;⑹998;
⑺1.000;⑻1.0×103;⑼pH=5.2时的[H+]。
2.15应用有效数字计算规则计算下列各式。
⑴
⑵
⑶124.165+8.2–1.4250
⑷pH=2.03,求[H+]
2.16有人用分光光度法测定某药物中主成分的含量,称取此药物0.0250g,最后计算其主成分的质量分数为0.9624,问此结果合理不合理?
应如何表示?
第3章化学反应的基本原理
3.1判断下列热力学过程中,哪个的ΔrUm最大:
(1)体系放出了50kJ热,并对环境做了30kJ功。
(2)体系吸收了50kJ热,环境对体系做了30kJ功。
(3)体系吸收了30kJ热,并对环境做了50kJ功。
(4)体系放出了30kJ热,环境对体系做了50kJ功。
3.2已知乙醇在100kPa大气压力下正常沸点温度(351K)时的蒸发热为39.2kJ·mo1-1。
试估算1mol液态C2H5OH在该蒸发过程中的体积功w和ΔU。
3.32.00mol理想气体在350K和152kPa条件下,经恒压冷却至体积为35。
0L此过程放出了1260J热量。
试计算:
(1)起始体积;
(2)终态温度;(3)体系作功;(4)热力学能变化;(5)焓变。
3.4根据书后附表中的ΔfHmθ数据,计算下列反应的ΔrHmθ。
由计算结果说明为什么金属钠着火时不能用水或CO2灭火剂来扑救。
(1)4Na(s)+O2(g)→2Na2O(s)
(2)2Na(s)+2H2O(l)→2NaOH(aq)+H2(g)
(3)2Na(s)+CO2(g)→Na2O(s)+CO(g)
3.5设反应物和生成物均处于标准状态,试通过计算说明298K时究竟是乙炔(C2H2)还是乙烯(C2H4)完全燃烧会放出更多热量?
(以kJ·mo1-1表示)
3.6已知298.15K时反应:
3H2(g)+N2(g)→2NH3(g);ΔrHmθ
(1)=–92.22kJ·mo1-1
2H2(g)+O2(g)→2H2O(g);ΔrHmθ
(2)=–483.636kJ·mo1-1
试计算下列反应的ΔrHmθ(3):
4NH3(g)+3O2(g)→2N2(g)+6H2O(g)
3.7利用ΔfHmθ数据计算下列反应的ΔrHmθ。
(1)C2H4(g)+O3(g)→CH3CHO(g)+O2(g)
(2)O3(g)+NO(g)→NO2(g)+O2(g)
(3)CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)
(4)3NO2(g)+H2O(l)→2HNO3(l)+NO(g)
3.8试由下列数据计算N—H键能和H2N—NH2中N—N键能。
已知NH3(g)的ΔfHmθ=-46kJ·mo1-1,H2N—NH2(g)的ΔfHmθ=+95kJ·mo1-I,H—H的键能=+436kJ·mo1-1,N≡N的键能=+946kJ·mo1-1
3.9判断下列反应中,哪些是熵增加过程,并说明理由。
①I2(s)→I2(g);
②H2O(l)→H2(g)+O2(g);
③2CO(g)十O2(g)→2CO2(g);
3.10下列各热力学函数中,哪些数值是零?
①ΔfHmθ(O3,g,298K);
②ΔfGmθ(I2,g,298K);
③ΔfHmθ(Br2,s,298K);
④Smθ(H2,g,298K);
⑤ΔfGmθ(N2,g,298K);
3.11已知反应:
SO2(g)+O2(g)=SO3(g)
ΔfHmθ/kJ·mo1-1–296.8–395.7
Smθ/J·mo1-1·K-1248.2205.
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