基础化学第三版习题解答.docx

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基础化学第三版习题解答

基础化学（第3版）

思考题和练习题解析

第一章绪论

1.为什么说化学和医学的关系密切，医学专业学生必须学好化学？

答：

（略）

2.“1mol硫酸的质量是98.0g”，对吗？

答：

错误！

未指明基本单元，正确说法是1molH2SO4的质量是98.0g或1mol

[（1/2）（H2SO4）]的质量是49.0g。

3.0.4molH2SO4溶解于水，配成500mL溶液，其浓度表示正确的是

A.c（H2SO4）=0.8mol·L-1B.c[

（H2SO4）]=0.8mol·L-1

C.c[

（H2SO4）]=0.4mol·L-1D.硫酸的浓度为0.8mol·L-1

答；正确的是A。

根据定义，1L溶液中含有0.8molH2SO4，c（H2SO4）=0.8mol·L-1。

4.下列说法正确的是

A.“1molO”可以说成“1mol原子O”

B.1摩尔碳C原子等于12g

C.1L溶液中含有H2SO498g，该溶液的摩尔浓度是1mol·L-1

D.基本单元不仅可以是构成物质的任何自然存在的粒子或粒子的组合，也可以是想象的或根据需要假设的种种粒子或其分割与组合

答：

正确的是D。

A应说成“1mol氧原子”；B应为“1摩尔碳C原子的质量等于12g”；C不应该使用“摩尔浓度”，此术语已被废除。

5.求0.100kg（

Ca2+）的物质的量。

解：

M（

Ca2+）=（40.08/2）=20.04（g·mol-1），

n（

Ca2+）=[m/M（

Ca2+）]=（0.100×103）/20.04=4.99（mol）

6.每100mL血浆含K+为20mg，计算K+的物质的量浓度，单位用mmol·L-1表示。

解：

M（K+）=39.10g·mol-1，

n（K+）=[m/M（K+）]=20/39.10=0.51（mmol）

c（K+）=[n（K+）/V]=0.51mmol/0.100L=5.1mmol·L-1。

7.计算下列常用试剂的物质的量浓度

（1）浓硝酸，含HNO3的质量分数为0.700，密度为1.42g·mL-1

（2）浓氨水，含NH3的质量分数为0.280，密度为0.900g·mL-1

解：

（1）

（2）

8.某患者需补充Na+5.0×10-2mol，应补充NaCl的质量是多少？

若用生理盐水

[ρ（NaCl）=9.0g·L-1]补充，应需生理盐水的体积是多少？

解：

m=5.0×10-2×58.5=2.9（g）

设补充生理盐水xL，则x·9.0=2.9

x=0.32L

9.实验室现有剩余的0.100mol·L-1H2SO4500mL和0.0500mol·L-1H2SO4300mL，如何利用上述溶液加入一定体积的ωB=0.960的H2SO4（相对密度d=1.84kg·L-1）配制成

1000mL浓度为0.250mol·L-1的H2SO4溶液？

解：

500mL0.100mol·L-1H2SO4中，

n（H2SO4）=c1V1=500×0.100=50.0（mmol）

300mL0.0500mol·L-1H2SO4中，

n（H2SO4）=c2V2=300×0.0500=15.0（mmol）

ω=0.960H2SO4的浓度为

，这里Mr（H2SO4）=98.0g·mol-1

设取该酸体积为V3mL，则有

（50.0+15.0+18.0V3）=1000×0.250

V3=10.3（mL）

10.溶液中KI与KMnO4反应，假如最终有0.508gI2析出，以（KI+

KMnO4）为基本单元，所消耗的反应物的物质的量是多少？

解：

5KI+KMnO4+4H2SO4=MnSO4+3K2SO4+

I2+4H2O

KI+

KMnO4+

H2SO4=

MnSO4+

K2SO4+

I2+

H2O

n[KI+

KMnO4]]=n[

I2]=

=4.00（mmol）

11.用质量摩尔浓度来表示溶液的组成标度有何优点？

答：

质量摩尔浓度不会因为温度的变化而变化，在物理化学应用较多.

12.100g浓硫酸中含纯H2SO495g，将此100g浓硫酸加入400g水中，混合后溶液的密度为1.13kg·L-1，计算此溶液的质量摩尔浓度、物质的量浓度和摩尔分数。

解:

13.Whatisthemolefractionofthesoluteina1.00mol·kg-1aqueoussolution?

解:

14.Asolutioncontains20.0gaceticacid,CH3COOH,in250gwater.Whatistheconcentrationofthesolutionexpressedas

（1）molefractionofCH3COOHandH2O

（2）molality?

解：

（1）

x（H2O）=1–0.023=0.977

（2）

第二章稀溶液的依数性

1.一杯白糖水和一杯等量的纯水同时放置，哪个蒸发得快？

为什么？

答：

纯水蒸发得快。

在相同温度下，糖水溶液的蒸气压低于纯水，即纯水易于挥发，所以蒸发得快。

2.冬天，室外水池结冰时，腌菜缸里的水为什么不结冰？

答：

腌菜缸里是盐的水溶液，溶液的凝固点比纯水低，冬天室外水池结冰时温度为0℃，此时的温度还不到溶液的凝固点，所以腌菜缸里的水不结冰。

3.0.01mol·kg-1葡萄糖（C6H12O6）、盐（NaCl）及蔗糖（C12H22O11）水溶液的沸点相同吗？

答：

C6H12O6、C12H22O11都为非电解质，同为0.01mol·kg-1溶液的沸点比100℃高，且沸点相同。

但是NaCl是强电解质，1molNaCl近似产生1mol的Na+和1mol的Cl-，总的质量摩尔浓度变为0.02mol·kg-1，它的沸点升高是那两份溶液的2倍，沸点最高。

4.在20℃时水的饱和蒸气压为2.34kPa，若于100g水中溶有10.0g蔗糖（C12H22O11，相对分子质量Mr=342），求此溶液的蒸气压。

解；先求溶液中溶剂的摩尔分数：

根据拉乌尔定律可求出溶液的蒸气压

5.甲溶液由1.68g蔗糖（C12H22O11，Mr=342）和20.00g水组成，乙溶液由2.45gMr=690的某非电解质和20.00g水组成。

（1）在相同温度下，哪个溶液的蒸气压高？

（2）将两份溶液放入同一个恒温密闭的容器中，经过足够长时间，两份溶液浓度会不会发生变化，为什么？

（3）当达到系统蒸气压平衡时，转移的水的质量是多少？

答：

（1）先比较两份溶液中的水的摩尔分数

甲溶液

乙溶液

乙溶液溶剂的摩尔分数大，所以乙溶液的蒸气压大。

（2）在同一个恒温密闭的钟罩里，乙溶液的蒸气压大，乙溶液的水会向甲溶液转移，甲溶液变稀，乙溶液变浓，直到二者蒸气压相等，两溶液的浓度不再变化。

（3）设当达到系统蒸气压平衡时，从乙溶液转移到甲溶液的水的质量为yg，平衡时两溶液中水的摩尔分数相等

y=3.22g

6.现有碳的质量分数ω（C）=0.944的某种难挥发碳氢化合物2.00g。

在20℃时将它溶解在100g苯中，使苯的蒸气压从9.9538kPa降低到

9.8672kPa，试求此碳氢化合物的化学式。

解：

根据拉乌尔定律有p=p*xA，设该碳氢化合物的摩尔质量为MBg·mol-1,

MB=178g·mol-1，ω（C）=0.944，设碳原子（C）数为x个，氢原子（H）数为y个，

x=178×0.944÷12=14，y=178×（1-0.944）÷1.00=9.97≈10

此碳氢化合物的化学式为C14H10。

7.将2.80g难挥发性物质溶于100g水中，该溶液在101.3kPa下，沸点为100.51℃。

求该溶质的相对分子质量及此溶液的凝固点。

（Kb=0.512K·kg·mol-1，Kf=1.86K·kg·mol-1）

解：

Tf=-1.85℃

8.烟草有害成分尼古丁的实验式是C5H7N，今将538mg尼古丁溶于10.0g水，所得溶液在101.3kPa下的沸点是100.17℃。

求尼古丁的分子式。

（水的Kb=0.512K·kg·mol-1）

解：

C5H7N的相对式量为81，所以尼古丁的分子式为C10H14N2。

9.溶解3.24g硫于40.0g苯中，苯的凝固点降低1.61℃。

问此溶液中硫分子是由几个硫原子组成的？

（Kf=5.10K·kg·mol-1）

解：

硫原子（S）的摩尔质量是32.07g·mol-1，

组成硫分子S原子个数为256.6÷32.07=8

10.今有两种溶液，一为1.50g尿素（Mr=60.05）溶于200g水中，另一为42.8g某非电解质溶于1000g水中，这两种溶液在同一温度下结冰，试求该非电解质的相对分子质量。

解：

两份非电解质的溶液在同一温度下结冰，说明两溶液的质量摩尔浓度相同。

设某非电解质的摩尔质量为MBg·mol-1，有

MB=342.7g·mol-1

该非电解质的相对分子质量为342.7。

11.试比较下列0.1mol·L-1溶液的凝固点的高低（苯的凝固点为5.5℃，Kf=5.10K·kg·mol-1，水的凝固点为0.0℃，Kf=1.86K·kg·mol-1）

A.蔗糖C12H22O11水溶液B.葡萄糖C6H12O6的水溶液

C.萘C10H8的苯溶液D.氯化钠NaCl水溶液

解：

讨论凝固点时要考虑以下几个问题：

①溶质是电解质还是非电解质，非电解质以分子在溶液中存在，电解质在溶液中解离，以离子存在，产生较大的依数性。

②溶剂是水还是其他什么物质，不同的溶剂有不同的凝固点和不同的摩尔凝固点降低常数。

③溶质的浓度（或质量摩尔浓度），浓度越大，凝固点降低越多。

A、B中2种非电解质溶液的浓度都为0.1mol·L-1，所以凝固点都为-0.186℃。

D溶液为电解质，近似凝固点为-0.372℃。

纯苯的凝固点是5.5℃，C溶液的凝固点降低是

ΔTf=5.10K·kg·mol-1×0.10mol·L-1≈5.10K·kg·mol-1×0.10mol·kg-1=0.51K

Tf=5.5℃-0.51℃=4.99℃

所以，这4种溶液的凝固点从高到低的顺序为C＞A=B＞D

12.试比较相同温度下以下溶液渗透压的大小

A.c（C6H12O6）=0.2mol·L-1B.c[（1/2）Na2CO3]=0.2mol·L-1

C.c[（1/3）Na3PO4]=0.2mol·L-1D.c（NaCl）=0.2mol·L-1

解：

B溶液的离子总浓度为0.3mol·L-1，C溶液的离子总浓度为0.27mol·L-1，D溶液的离子总浓度为0.4mol·L-1。

在相同温度下，总浓度越大渗透压越大，所以4种溶液渗透压由大到小的顺序是D＞B＞C＞A

13.有一氯化钠（NaCl）溶液，测得凝固点为-0.26℃，下列说法哪个正确，为什么？

A.此溶液的渗透浓度为140mmol·L-1

B.此溶液的渗透浓度为280mmol·L-1

C.此溶液的渗透浓度为70mmol·L-1

D.此溶液的渗透浓度为7153mmol·L-1

答：

正确说法是A。

cos≈140mmol·L-1

注意利用凝固点降低法来求其渗透浓度时，凝固点的降低是由溶液的总的粒子浓度（即渗透浓度）决定的。

14.100mL水溶液中含有2.00g白蛋白，25℃时此溶液的渗透压力为0.717kPa求白蛋白的相对分子质量。

解：

，

15.测得泪水的凝固点为-0.52℃，求泪水的渗透浓度及37℃时的渗透压。

解：

ΔTf=KbbB，

cos≈280mmol·L-1

Π=bBRT≈cRT=0.280×8.314×310=722（kPa）

16.实验测得4.94g化学式为K3Fe（CN）6的物质溶解在100g水中所得溶液的凝固点为-1.12℃，M（K3Fe（CN）6）=329g·mol-1，写出K3Fe（CN）6在水中的解离方程式。

解：

按题目所给数据计算基本单元为K3Fe（CN）6的质量摩尔浓度

根据凝固点降低的数据求出该物质在溶液中的质量摩尔浓度

这两者不一致，是因为K3Fe（CN）6为电解质，在溶液中发生解离，

1molK3Fe（CN）6产生4mol离子，所以解离方程为

K3Fe（CN）6→3K++[Fe（CN）6]3-

17.Whichaqueoussolutionhasthehigherosmoticpressureatagiventemperature,10%glucose（C6H12O6）,or10%sucrose（C12H22O11）?

（Botharemolecularcompounds.）

解：

两者都是非电解质，但C6H12O6的摩尔质量小，所以质量相同时，C6H12O6的浓度大，在同样温度下渗透压大。

18.Thevaporpressureofwaterat20℃is2.338kPa.Ifthesoluteinasolutionmadefrom10.0gofNaClin1.00kgofwateris100%dissociated,whatisthevaporpressureofthesolutionat20℃?

解：

p=p*xA=2.338×0.9939=2.324kPa

19.Dextran（右旋糖酐）isapolymericcarbohydrateproducedbycertainbacteria.Itisusedasabloodplasmasubstitute.Anaqueoussolutioncontains0.582gofdextranin106mLofsolutionat21℃.Ithasanosmoticpressureof1.47mmHg.Whatistheaveragemolecularweightofthedextran.

解：

20.Urea（尿素）,（NH2）2CO，hasbeenusedtomelticefromsidewalkbecausetheuseofsaltisharmfultoplants.Ifthesaturatedaqueoussolutioncontains44%ureabymass.Whatisthefreezingpoint?

（Theanswerwillbeapproximate,becausetheequationinthetextappliesaccuratelyonlytodilutesolution）.

解：

ΔTf=1.86×[（44÷60）÷0.056]=24.4（K）,Tf=-24.4℃

21.Theosmoticpressureofbloodat37℃is780kPa,Asolutionthatisgivenintravenously（由静脉内）musthavethesameosmoticpressureastheblood.Whatshouldbethemolarity（物质的量浓度）ofaglucosesolutiontogiveanosmoticpressureof780kPaat37℃.

解：

第三章电解质溶液

1.强电解质与弱电解质的解离度有何不同？

答：

强电解质的解离度与弱电解质的解离度意义不同，后者反映电解质解离的百分数，而前者表示溶液中离子间相互牵制作用的大小，因此强电解质的解离度被称为表观解离度。

2.测得质量摩尔浓度b为0.10mol·Kg-1的某电解质HB水溶液凝固点为0.19℃，求该电解质的解离度。

解：

HB在水溶液中存在解离平衡，设其解离度为α，则

HB+H2O

H3O++B-

初始时b/mol·Kg-10.1000

平衡时b/mol·Kg-10.10-0.10α0.10α0.10α

达到解离平衡后，溶液中所含分子和离子的总浓度为

0.10-0.10α+0.10α+0.10α=0.10+0.10α（mol·Kg-1）

根据ΔTf=KfbB

0.19=1.86×（0.10+0.10α）

α=0.022=2.2%

3.指出下列各酸的共轭碱

H2O、H3PO4、HCO3-、NH4+、H2S、HPO42-、NH3+-CH2-COO-、H3O+

答：

OH-、H2PO4-、CO32-、NH3、HS-、PO43-、NH2-CH2-COO-、H2O

4.指出下列各碱的共轭酸

H2O、NH3、H2PO4-、［Al（H2O）5OH］2+、S2-、NH3+-CH2-COO-

答：

H3O+、NH4+、H3PO4、[Al（H2O）6]3+、HS-、NH3+-CH2-COOH

5.H3PO4溶液中存在着哪几种离子?

其中H3O+浓度是否为PO43-浓度的3倍?

已知H3PO4的Ka1=6.92×10-3，Ka2=6.23×10-8，Ka3=4.79×10-13

答：

H3PO4不是强酸，给出质子分三步进行。

H3PO4+H2O

H2PO4-+H3O+

H2PO4-+H2O

HPO42-+H3O+

HPO42-+H2O

PO43-+H3O+

因此溶液中存在[H3O+]、[H2PO4-]、[HPO42-]、[PO43-]和[OH-]。

其中H3O+的浓度并不是PO43-浓度的3倍。

6.决定酸的强度的因素是

A．解离度B．浓度

C．解离平衡常数D．浓度与解离平衡常数的乘积

答：

选C

7.HAc在下列哪一种溶液中解离度最大

A．0.1mol·L-1NaClB．0.1mol·L-1HClC．0.1mol·L-1NaAcD．纯水

答：

选A

8.以下叙述正确的是

A.凡是多元弱酸溶液中，其酸根的浓度都等于其最后一级的酸常数。

B.NaAc溶液与HCl溶液起反应，反应达平衡时，平衡常数等于醋酸的酸常数的倒数。

C.H2CO3溶液中加入NaHCO3后产生同离子效应，往NaHCO3溶液中加入Na2CO3不会产生同离子效应。

D.中和体积和pH均相同的盐酸溶液和醋酸溶液，所需的NaOH的物质的量相同。

答：

选B

9.试述在氨水中分别加入下列各物质，对氨水的解离常数、解离度及溶液的pH有何影响？

（假设氨水温度维持不变）

（1）NH4Cl

（2）H2O（3）NaOH

答：

在氨水中所加物质

解离常数

解离度

pH

NH4Cl固体

不变

降低

降低

H2O

不变

增大

降低

NaOH固体

不变

降低

增大

NaCl固体

不变

略为增大

略为增大

10.乳酸HC3H5O3是糖酵解的最终产物，剧烈运动时，肌肉组织会积累一些乳酸，在体内积蓄过量会引起机体疲劳和酸中毒。

已知乳酸的Ka=1.4×10-4，试计算浓度为1.0×10-3mol·L-1的乳酸溶液的[H3O+]和pH。

解：

Ka·ca=1.4×10-4×1.0×10-3=1.4×10-7＞20Kw=2.00×10-13，

ca／Ka=（1.0×10-3）／（1.4×10-4）=7.1＜500，故只能用近似式进行计算

=3.1×10-4（mol·L-1）

pH=-lg［H3O+］=-lg（3.1×10-4）=3.51

11.叠氮钠（NaN3）加入水中可起杀菌作用。

计算0.010mol·L-1NaN3溶液的pH。

已知叠氮酸（HN3）的Ka=1.9×10-5。

解：

Kbcb＞20Kw，cb／Kb＞500，

pOH=5.64，pH=14-pOH=8.36

12.将50.0mL0.10mol·L-1H3PO4与50.0mL0.20mol·L-1NaOH相混合，求混合后溶液的pH。

解：

H3PO4是个多元酸，有多个H+与NaOH中和，混合后c（H3PO4）=0.050mol·L-1

c（NaOH）=0.10mol·L-1，c（NaOH）是c（H3PO4）的二倍，正好将H3PO4反应为HPO4-

H3PO4+2NaOH

Na2HPO4+2H2O

生成的c（Na2HPO4）=0.05mol·L-1，Na2HPO4为两性物质，其pH计算公式为

pH=

（pKa2+pKa3）=

（7.21+12.32）=9.76

13.现有0.20mol·L-1HCl溶液，问

（1）如要调整该溶液至pH=4.0，应该加入HAc还是NaAc?

（2）如果加入等体积的2.0mol·L-1NaAc溶液，则混合溶液的pH是多少?

（3）如果加入等体积的2.0mol·L-1NaOH溶液，则混合溶液的pH又是多少?

解：

（1）应加入碱性的NaAc。

（2）生成0.9mol·L-1NaAc和0.10mol·L-1HAc,

pH=5.70

（3）NaOH过量

[OH-]=0.90mol·L-1，pOH=0.046,pH=13.95

14.计算下列溶液的pH

（1）0.10mol·L-1HCl溶液与0.10mol·L-1NH3·H2O等体积混合；

（2）0.10mol·L-1HCl溶液与0.10mol·L-1Na2CO3溶液等体积混合；

（3）0.10mol·L-1NaOH溶液与0.10mol·L-1NaHCO3溶液等体积混合。

解：

（1）反应后，产物为NH4Cl，c（NH4Cl）=0.050mol·L-1，NH4+的Ka=5.62×10-10

Kaca＞20Kw，ca／Ka＞500，

（2）反应后，产物为NaHCO3