气体和溶液教学文稿.doc

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气体和溶液
【1-1】在0℃和100kPa下，某气体的密度是1.96g·L-1。试求它在85千帕和25℃时的密度。
解：根据公式pM=ρRT得，
所以g·L-1
【1-2】 在一个250 mL容器中装入一未知气体至压力为101.3 kPa，此气体试样的质量为0.164 g，实验温度为25℃，求该气体的相对分子质量。
解：
【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101.3 kPa下，500 mL此气体质量为0.6695 g。试求该气态化合物的最简式、相对分子质量和分子式。
解：（1）(0.80(12.01):(0.20(1.008) = 1:3.0，最简式为CH3
（2）
（3）C2H6
【1-4】将0℃和98.0 kPa下的2.00 mL N2和60℃ 53.0 kPa下的50.00 mL O2在0℃混合于一个50.0 mL容器中，问此混合物的总压力是多少？
解：

【1-5】现有一气体，在35℃和101.3 kPa的水面上捕集，体积为500 mL。如果在同样条件下将它压缩成250 mL，干燥气体的最后分压是多少？
解：查教科书第4页表1-1，得35℃时水的饱和蒸气压为5.63 kPa，

【1-6】CHCl3在40℃时蒸气压为49.3 kPa，于此温度和101.3 kPa压力下，有4.00 L空气缓缓通过CHCl3（即每一个气泡都为CHCl3蒸气所饱和），求：
（1） 空气和CHCl3混合气体的体积是多少？
（2） 被空气带走的CHCl3质量是多少？
解：（1）49.3:(101.3 - 49.3) = V:4.00， V = 3.79 (L)，4.00 + 3.79 = 7.79 (L)
（2）
【1-7】在15℃和100 kPa压力下，将3.45 g Zn和过量酸作用，于水面上收集得1.20 L氢气。求Zn中杂质的质量分数（假定这些杂质和酸不起作用）。
解：查教科书第4页表1-1，得35℃时水的饱和蒸气压为1.71 kPa，

(3.45 - 3.22)÷3.45 = 0.067
【1-8】定性地画出一定量的理想气体在下列情况下的有关图形：
（1）在等温下，pV随V变化；
（2）在等容下，p随T变化；
（3）在等压下，T随V变化；
（4）在等温下，p随V变化；
（5）在等温下，p随变化；
（6）pV/T随p变化。
解：（1） pV=nRT=c；（3）T=pnRV=cV；（4） pV=nRT=c

【1-9】在57℃，让空气通过水，用排水取气法在100kPa下，把气体收集在一个带活塞的瓶中。此时，湿空气体积为1.00 L。已知在57℃，p(H2O)=17 kPa；在10℃，p(H2O)=1.2 kPa，问：
（1） 温度不变，若压力降为50kPa，该气体体积为多少？
（2） 温度不变，若压力增为200kPa，该气体体积为多少？
（3） 压力不变，若温度升高到100℃，该气体体积为多少？
（4） 压力不变，若温度降为10℃，该气体体积为多少？
解：（1）
（2）57℃，p（H2O）=17kPa，P2（空气）V2=P1（空气）V1，
（3）
（4）
【1-10】已知在标准状态下1体积的水可吸收560体积的氨气，此氨水的密度为0.90 g/mL，求此氨溶液的质量分数和物质的量浓度。
解：设水（A）的体积为1L，则被吸收的氨气（B）的体积为560L，那么：
氨气的物质的量：
氨气的质量：
氨溶液的质量：
氨溶液的体积：
氨的质量分数：
氨的量的浓度：
【1-11】经化学分析测得尼古丁中碳、氢、氮的质量分数依次为0.7403， 0.0870，0.1727。今将1.21 g尼古丁溶于24.5 g水中，测得溶液的凝固点为 -0.568(C。求尼古丁的最简式、相对分子质量和分子式。
解：，求得：

尼古丁的最简式：，式量：，
，所以尼古丁的分子式为；结构式如上所示。
【1-12】为了防止水在仪器内冻结，在里面加入甘油，如需使其冰点下降至-2.00℃，则在每100克水中应加入多少克甘油（甘油的分子式为C3H8O3）?
解：设100g水中加入的甘油质量为mg，甘油的相对分子质量。根据稀溶液的依数性，凝固点下降：，则有：
，求得
【1-13】在下列溶液中：（a）0.10mol/L乙醇，（b）0.05mol/L CaCl2，（c）0.06mol/L KBr，（d）0.06mol/LNa2SO4
（1）何者沸点最高？（2）何者凝固点最低？（3）何者蒸气压最高？
解：根据电解质理论，溶解中电离出的离子越多，其蒸气压下降越多，相应的沸点上升最高，凝固点下降最多。因此分别计算四种溶液中微粒的数量：（a）0.1 mol乙醇 （b）1mol氯化钙可以电离出2mol氯离子和一摩尔氯离子，共：0.05×3=0.15mol（c）0.12mol（d）0.18mol。因此沸点最高和凝固点最低的是（d），蒸气压最高的是（a），因为乙醇沸点只有76℃，更容易蒸发，溶液上将含有更多的蒸气。
【1-14】医学临床上用葡萄糖等渗液的冰点为-0.543(C，试求此葡萄糖溶液的质量分数和血浆的渗透压（血液体的温度为37℃）。
解：根据凝固点下降求等渗液中葡萄糖的质量摩尔浓度b：

设等渗液体积是1.00L，稀溶液的
葡萄糖的相对分子质量：
葡萄糖的质量：
等渗液的总质量：
葡萄糖的质量分数：
血浆的渗透压：
【1-15】下面是海水中含量较高的一些离子的浓度（单位为mol/kg）：
Cl-
Na+
Mg2+
SO42-
Ca2+
K+
HCO3-
0.566
0.486
0.055
0.029
0.011
0.011
0.002
今在25℃欲用反渗透法使海水淡化，试求所需的最小压力。
解：海水是各种离子的稀溶液，其，根据稀溶液的依数性，总溶质微粒的数量为：

在25℃欲用反渗透法使海水淡化所需压力为：

【1-16】20℃时将0.515g血红素溶于适量水中，配成50.00mL溶液，测得此溶液的渗透压为375Pa，求：
（1）溶液的浓度c；（2）血红素的相对分子质量；（3）此溶液的沸点升高值和凝固点降低值；（4）用（3）的计算结果来说明能否用沸点升高和凝固点降低的方法来测定血红素的相对分子质量。
解：（1）溶液的浓度：
（2）血红素的相对分子质量：由于，故

（3）此溶液的沸点升高值：
此溶液的凝固点降低值：
（4）从理论上来说，根据稀溶液的依数性定律，是可以通过来测定血红素的相对分子质量的，但从（3）的结果可知，血红素溶液的沸点升高值和凝固点下降值都非常小，测得其准确值很困难，相对误差很大， 实际上是不能用于测定血红素的相对分子质量的。
【1-17】写出As2S3(H2S为稳定剂) 的胶团结构简式。
解：[(As2S3)m·nS2-·2(n-x)H+]2x-·2xH+
（拓展）画出As2S3(H2S为稳定剂) 的胶团结构。

【1-18】若聚沉一下A、B两种胶体，试分别将MgSO4，K3[Fe(CN)6]和AlCl3三种电解质按聚沉能力大小的顺序排列。
A：100mL 0.005mol/L KI溶液和100mL 0.01mol/L AgNO3溶液混合制成的AgI溶胶。
B：100mL 0.005mol/L AgNO3溶液和100mL 0.01mol/L KI溶液混合制成的AgI溶胶。
解：第一步，确定A、B两种胶体的胶团结构。
胶体A，混合生成胶核后，由于AgNO3过量，溶液中剩余离子有、和，首先吸附与胶核组成类似的离子，胶粒带正电荷，胶团结构为：；
胶体B，混合生成胶核后，由于KI过量，溶液中剩余离子有、和，首先吸附与胶核组成类似的离子，胶粒带负电荷，胶团结构为：。
第二步，根据A、B胶团结构，分析三种电解质的聚沉能力大小。
胶体A，胶粒带正电荷，①②③中能够引起胶粒聚沉的为负离子：、、，带负电荷越多的离子，聚沉能力越大，所以三种电解质的聚沉能力依次为②＞①＞③；
胶体B，胶粒带负电荷，①②③中能够引起胶粒聚沉的为正离子：、、，带正电荷越多的离子，聚沉能力越大，所以三种电解质的聚沉能力依次为③＞①＞②。
【19】解释下列术语：ξ电势、凝胶、盐析、反渗透。
解：ξ电势: 在胶体的双电模型中，从滑移面到液体内部的电势差，称为ξ电势。吸附正离子ξ＞0 ；吸附负离子ξ＜0 ；ξ的大小，反离子越多z越小。。
凝胶：是一种特殊的分散系统。它是由胶体粒子或线性大分子之间相互连接，形成立体结构，大量溶剂分子被分隔在网状结构的空隙中而失去流动性所形成。其性质介于固体和液体之间。形成凝胶的过程称为胶凝。
盐析：加入大量电解质，使大分子物质从水溶液中析出的过程称为盐析。盐析主要作用是去溶剂化。
反渗透：如果外加在溶液上的压力超过渗透压，则使溶液中的水向纯水的方向流动，使水的体积增加，这个过程叫做反渗透。
【20】解释下列现象：
（1）海鱼放在淡水中会死亡。
（2）盐碱地上栽种植物难以生长。
（3）雪地里洒些盐，雪就熔化了。
（4）江河入海处易形成三角洲。
（5）有一金溶胶，先加明胶（一种大分子溶液）再加NaCl溶液时不发生聚沉，但先加NaCl溶液时发生聚沉，再加明胶也不能复得溶胶。
解：（1）是渗透压的平衡破坏导致的。海鱼在海水中时，鱼体中的细胞溶液与海水溶液之间的渗透压是平衡状态的。当把海鱼放到淡水中时，淡水含盐浓度比海水低很多，鱼体中的细胞溶液与淡水溶液之间的渗透压增大而平衡被破坏，淡水中的水分子大量渗透到鱼体细胞溶液中，以至于涨破细胞壁，使海鱼死亡。
（2） 是渗透压太小引起的。在盐碱地里，土壤中的溶液含盐浓度太高，与植物种子或植株的细胞溶液浓度相差不大，渗透压就小，无法将水分渗透到种子或植株的细胞溶液中，所以植物难以生长。
（3） 盐溶解到雪中使水的凝固点降低。
（4） 是由于胶体凝聚沉降引起的。江河水含有大量泥沙，可以看成是一种胶体溶液（如粘土的硅酸盐胶体），而海水是含有大量盐的溶液，胶体遇上带相反电荷的离子，很容易凝聚沉降，所以江河入口处易形成三角洲。
（5） 在金溶胶中先加入明胶，明胶大分子的保护作用大大增加了金溶胶的稳定性，所以后面再加NaCl溶液时不发生聚沉了；如果先加NaCl溶液，则使金溶胶凝聚，再加明胶也不能恢复胶体状。

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