习题解析
2.1 现需1500g 86.0%(质量分数)的酒精作溶剂。实验室存有70.0%(质量分数)的回收酒精和95.0%(质量分数)的酒精,应各取多少进行配制?
解 设需70.0%的回收酒精x克,则
1500g×86.0%=xg×70.0%+(1500g-xg)×95.0%,x=540
即取540g70%的回收酒精和960g(=1500g-540g)95%的酒精混合而成。
2.2 腐蚀印刷线路板常用质量分数为35%的FeCl3溶液。问:
(1)怎样用FeCl3·6H2O配制1.50Kg这种溶液?
(2)这种溶液的摩尔分数是多少?
解
取0.88Kg FeCl3·6H2O,加含有适量盐酸(防止Fe3+水解)的水0.62Kg,即得所配溶液。
(2)此溶液中:
此溶液中,FeCl3的摩尔分数为5.6%。
2.3 下表所列几种商品溶液都是常用试剂,分别计算它们的物质的量浓度和摩尔分数:
2.4 现需2.2 dm3、浓度为2.0mol·dm-3的盐酸。问:
(1)应该取多少cm320%、密度为1.10g·cm-3的浓盐酸来配制?
(2)若已有550cm31.0mol·dm-3的稀盐酸,那么应该加多少cm3的20%的浓盐酸来配制?
2.5 100cm330.0%的过氧化氢(H2O2)水溶液(密度1.11g·cm-3)在MnO2催化剂的作用下,完全分解变成O2和H2O。问:
(1)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?
(2)干燥后,体积又是多少?
(2)根据分压定律有
2.6 分别比较下列各组中的物质,指出其中最易溶于苯的一种。
2.7 气体的溶解度若用mol·dm-3表示,则与分压力成正比;若用单位体积溶剂内所溶解气体的体积表示,则溶解度不随压力变化,而是常数。试说明之。
解 c()A=kp()A,称为Henry定律,适用于气态溶质分压不变、溶解度小、溶质与溶剂不发生反应(包括电离)的情况,气体的溶解度单位用mol·dm-3或mol·kg-1表示。若溶解度c′用单位质量(或体积)溶剂中所溶解气体的体积表示[如化学手册里常用的m3/(100gH2O)表示气体的溶解度],那么c′是不随压力而变的常数(因为随着气体压力改变,只有当单位溶剂中溶解的气体的体积不变时,气体溶解度才能随压力成正比,才能符合Henry定律,所以c′不变),用这种方法表示气体溶解度比较方便。
进一步的证明为,因气体压力不大,溶解度小,故有V0=1dm3溶液≈1dm3溶剂。在1dm3溶液中,溶解气体的物质的量n(A)(mol)为
当温度不变时,V()A就是常数。
2.8 生化实验中将小白鼠放在一个密闭的盒子里,以便研究它的生理变化。盒子的体积是295dm3,每分钟都要通过相同体积的净化干燥空气来更换盒中气体,并要求控制进入盒中空气的相对湿度为40%(22℃)。问每分钟需加入多少克水到干燥空气流中?
解 查得22℃时水的蒸气压为2.64kPa。
2.9 将101mg胰岛素溶于10.0cm3水中,该溶液在25.0℃时的渗透压是4.34kPa,求:
(1)胰岛素的摩尔质量;
(2)溶液蒸气压下降Δp(已知在25.0℃水的饱和蒸气压是3.17kPa)。
解(1)
(2)
2.10 烟草中有害成分尼古丁的最简化学式是C5H7N。今将496mg尼古丁溶于10.0g水,所得溶液在101kPa下的沸点是100.17℃。求尼古丁的分子式。
2.11 估算10Kg水中需加多少甲醇,才能保证它在-10℃不结冰?
2.12 将磷溶于苯配制成饱和溶液,取此饱和溶液3.747g加入15.401g苯中,混合溶液的凝固点是5.155℃,而纯苯的凝固点是5.400℃。已知磷在苯中以P4分子存在,求磷在苯中的溶解度(g/100g苯)。
2.13 密闭钟罩内有两杯溶液,甲杯中含1.68g蔗糖(C12H22O11)和20.00g水,乙杯中含2.45g某非电解质和20.00g水。在恒温下放置足够长的时间达到动态平衡,甲杯中水溶液总质量变为24.90g。求该非电解质的摩尔质量。
解 达平衡时,乙杯的水向甲杯转移了3.22g(=24.90g-21.86g),两杯溶液蒸气压相等。
p=p0x剂,所以两杯溶液的x水相等,即
M=697g·mol-1
2.14 若海水的浓度与0.70mol·kg-1的NaCl相近,粗略计算其渗透压。若使海水淡化并得到50%的收率,要向海水一边施以多大压力?
收率50%指一半海水变为淡水,剩下的海水浓度就相当于原浓度的两倍,所以向海水一边施加的压力应为
2×3.5 MPa=7.0MPa