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

1若反应后有0.476 g I2生成，则以(KI +KMnO4)为基本单元时，所消耗的反应物

5的物质的量是多少？

110.476g解：n(KI?KMnO4)?n(I2)??3.75?10?3mol

152?(2?126.9g?mol?1)23. 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：V(NaCl)?3.0g?(23.0?35.5)g1??0.85L

23.0g9.0g?L?14. 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mmol·L-1表示）。

解：

c(K?)?

20mg1g1000mL1000mmol1?????5.1mmol?L?1 ?1100mL1000mg1L1mol39.1g?mol

c(Cl?)?366mg1g1000mL1000mmol1?1 ?????103mmol?L?1100mL1000mg1L1mol35.45g?mol5. 在室温下，物质B（MB = 100.00 g·mol-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ωB；(2) 质量浓度ρB；(3) 质量摩尔浓度bB；(4) 物质的量浓度cB。

解：ωB?mB2.00g??0.200 m10.00gρB?mB2.00g?1 ??222g?L-3?1V9.00mL?10L?mLnB2.00g/100g?moL?1?1 bB???2.00mol?kg?3-1mA10.00g?10g?kg?1nB2.00g/100g?moL?1 cB???2.22mol?L?3?1MB9.00mL?10L?mL6. 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（Mr = 342）溶于20.0 g水组成，溶液B由1.45 g 尿素（Mr = 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) n(A)?

1.59g1.45g?0.00465moln(B)??0.024m2o l

342g?mol?160g?mo?1l

b(A)?0.00465mol0.0242mol?0.232mol?kg-1 b(B)??1.21mol?kg-1

0.0200kg0.0200kg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

0.00465mol0.0242mol x = 13.5 g ?(20.0?x)(20.0?x)8. 比较下列溶液的凝固点的高低：

(1) 0.2 mol·kg-1葡萄糖的水溶液； (2) 0.2 mol·kg-1乙二醇的水溶液； (3) 0.2 mol·kg-1乙二醇的苯溶液； (4) 0.2 mol·kg-1氯化钾的水溶液。

已知苯的凝固点为5.5 ℃，苯的Kf = 5.10 K·kg·mol-1，水的Kf = 1.86 K·kg·mol-1。

解：对于非电解质溶液ΔTf = KfbB，对于电解质溶液ΔTf = 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(1) c(NaOH) = 0.1 mol·L-1； (2) c(K3PO4) = 0.1 mol·L-1；

31(3) c(Na2CO3) = 0.1 mol·L-1； (4) c(C6H12O6) = 0.1 mol·L-1。

2解：对于非电解质溶液Π= cRT，对于电解质溶液Π= 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：?Tb?Tb?Tbo?0.20K

bB??Tb0.200K??0.391mol?kg?1 ?1Kb0.512K?kg?molm0.634g?1??162g?mol（MB = Kb mB /mAΔTb） ?1mAbB0.0100kg?0.391mol?kgMB?

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：c(NH4Cl)?0.1600g?1 ?0.1496mol?L?10.02000L?53.48g?molcos(NH4Cl)?0.1496mol?L?1?2?1000mmol?mol?1?299.2mmol?L?1 （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。）

Π?icBRT?2?0.1496mol?L?1?8.314 kPa?L?K?1?mol?1?310 K?771.1kPa 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：cB?0.717kPaΠ?4?1 ??2.89?10mol?L?1?1RT8.314 kPa?L?K?mol?(273?25) KMB?m2.00g4?1 ??6.92?10g?mol?4?1cBV2.89?10mol?L?0.100L故Mr = 6.92×104 。

ΔTf?KfbB?KfmB2.00g?4?1.86K?kg?mol?1??5.38?10K4?1mAMB0.100kg?6.92?10g?mol故该溶液的凝固点为-5.38×10-4 ℃。

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：?Tf?Tfo?Tf?KfbB

bB??Tf0.560K?1 ??0.301mol?kg?1Kf1.86K?kg?molCos= 301 mmol·L-1

Π?cBRT?0.301mol?L?1?8.314 kPa?L?K?1?mol?1?310 K?776kPa

15. 某电解质HA溶液，其质量摩尔浓度b(HA)为0.10 mol·kg-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)

初始时的b/mol·kg-1 0.10

平衡时的b/mol·kg-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?] mol·kg-1 = 0.10(1+?) mol·kg-1

由ΔTb = KbbB可得

0.052 K = 0.512 K·kg·mol-1 × 0.10(1+?) mol·kg-1

?= 0.016 = 1.6%

H+(aq)+ A- (aq)

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 mol·L-1 HCl溶液的离子强度、活度因子、活度。

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