医用化学习题解答(新版)

习 题 解 答

第一章 溶 液

1. 温度、压力如何影响气体在水中的溶解度?

2. 何谓亨利定律?何谓气体吸收系数?

3. 亨利定律适应的范围是什么?

4. 20℃,10.00mL 饱和NaCl 溶液的质量为12.003g ,将其蒸干后,得到NaCl 3.173g 。求:

(1)质量摩尔浓度;(2)物质的量浓度。

解:

NaCl 的相对分子量为:58.5

NaCl 的物质的量为:mol M m n B 05424.05.58173.3=== (1) NaCl 的溶解度:

)100/gNaCl (93.35100173.3003.12173

.3水g =?- (2) 质量摩尔浓度:).(143.61000

/)173.3003.12(5.58/173.31-=-==

kg mol W n m B B (3) 物质的量浓度:).(424.51000

/105.58/173.31-==

L mol V n c B B

5. 将8.4g NaHCO 3溶于水配成1000mL 溶液,计算该物质的量浓度。

解:

NaHCO 3相对分子量为:84 NaHCO 3的物质的量为:mol M m n B 1.084

4.8===

NaHCO 3的物质的量浓度:).(1.01000

/10001

.01-===

L mol V n c B B

6. 欲配制10.5mol ·L -1 H 2SO 4 500mL ,需质量分数为0.98的H 2SO 4(密度为1.84)多少毫升?

解:

H 2SO 4的相对分子量为:98

所需的H 2SO 4的物质的量为:mol V c n B B 25.51000/5005.10=?=?= 设所需的0.98的H 2SO 4V (ml ),则H 2SO 4溶液的质量为V ×1.84(g ),所以含有的纯H 2SO 4为V ×1.84×0.98(g )。

25.598

98.084.1=??==V M m n B V =285.3ml

7. 某病人需要补充钠(Na +)5g ,应补给生理盐水(0.154mol ·L -1)多少毫升? 解:

设需要生理盐水Vml ,则含有NaCl 的物质的量为:V ×0.154/1000(mol ),所以

含有的Na +

的物质的量为:V ×0.154/1000(mol )。

5gNa +的物质的量为:mol M m n B 217.023

5===

V ×0.154/1000=0.217 V =1409.1(ml )。

8. 下列溶液是实验室常备溶液,试计算它们的物质的量浓度。 (1)浓盐酸(HCl )相对密度1.19,质量分数为0.38。 (2)浓硝酸(HNO 3)相对密度1.42,质量分数为0.71。 (3)浓硫酸(H 2SO 4)相对密度1.42,质量分数为0.98。 (4)浓氨水(NH 3)相对密度0.89,质量分数为0.30。

解:

(1) 设有浓HCl 体积V =1000ml ,则浓HCl 的总质量为:m 总=1000×1.19(g ),

所以纯HCl 的质量为:m =1000×1.19×0.38(g ),纯HCl 的物质的量为:n =1000×1.19×0.38/36.5(mol ) 浓HCl 的物质的量浓度为:

).(28.121

5.36/38.019.110001-=??==L mol v n c

(2) 设有浓HNO 3 体积V =1000ml ,则浓HNO 3的总质量为:m 总=1000×1.42

(g ),所以纯HNO 3的质量为:m =1000×1.42×0.71(g ),纯HNO 3的物质的量为:n =1000×1.42×0.71/63(mol )

浓HNO 3 的物质的量浓度为:).(161

63

/71.042.110001-=??=

=L mol v n c (3) 设有浓H 2SO 4 体积V =1000ml ,则浓H 2SO 4的总质量为:m 总=1000×1.84

(g ),所以纯H 2SO 4的质量为:m =1000×1.84×0.98(g ),纯H 2SO 4的物质的量为:n =1000×1.84×0.98/98(mol ) 浓H 2SO 4的物质的量浓度为:

).(4.181

98/98.084.110001-=??==L mol v n c

(4) 设有浓NH 3 体积V =1000ml ,则浓NH 3的总质量为:m 总=1000×.0.89

(g ),所以纯NH 3的质量为:m =1000×0.89×0.3(g ),纯NH 3的物质的量为:n =1000×0.89×0.3/17(mol )

浓NH 3的物质的量浓度为:).(7.151

17

/3.089.010001-=??=

=L mol v n c 9. 配制消毒用体积分数为0.75的酒精2500mL ,需市售体积分数为0.95的酒精多少毫升?

解:

设需0.95的酒精Vml 。

c 1V 1= c 2V 2

V 1=c 2V 2/c 1=0.75×2500/0.95=1973.6ml

10. 配制0.278mol ·L -1葡萄糖溶液3500mL ,需2.78mol ·L -1葡萄糖溶液多少毫升? 解:

设需要2.78mol.L -1的葡萄糖Vml 。

c 1V 1= c 2V 2

V 1=c 2V 2/c 1=0.278×3500/2.78=35(ml)

11. 配制0.556mol ·L -1葡萄糖溶液1500mL ,需2.78mol ·L -1和0.278mol ·L -1葡萄糖溶液各多少毫升? 解:

设需要2.78mol.L -1的葡萄糖Vml, 0.278mol.L -1葡萄糖的体积为:1500-V (ml )。 2.78×V/1000+0.278×(1500-V )/1000=0.556×1500/1000 V=166.7ml

2.78mol.L -

1的葡萄糖166.7ml,

0.278mol.L -1葡萄糖的体积为:1500-166.7=1333.3ml 。

12. 10℃,O 2的分压为101.3kPa 时,1L 水中溶有O 2为0.0523L ,求O 2的吸收系数。 解:

设氧气的吸收系数为α。

一体积的水在10℃、101.325Kpa 下吸收的氧气为:0.0523/1=0.0523。 将其换算在0℃、100Kpa 下的标准状态:

04979.0325

.101100

1015.27315.2730523.0=?+?=α

13. 何谓渗透现象?何谓渗透压?产生渗透现象的条件是什么? 解:略。

14. 什么叫等渗、低渗和高渗溶液?当在0.342mol ·L -1,0.154mol ·L -1;0.0342mol ·L -1 NaCl 溶液中分别加入少量血液时,各有什么现象发生?为什么? 解:略。

15. 什么叫晶体渗透压?什么叫胶体渗透压?它们的生理作用有何不同? 解:略。

16. 判断下列各对溶液渗透压的高低,并指出水的渗透方向。(假定有理想半透膜隔开。所谓理想半透膜,就是只允许溶剂分子透过,而溶质分子或离子不能透过的膜)。

(1)0. 0278mol ·L -1葡萄糖(C 6H 12O 6)溶液与 0.0146mol ·L -1蔗糖(C 12H 22O 11)溶液。 (2)正常血浆与0.167mol ·L -1乳酸钠(C 3H 5O 2Na )溶液。

(3)0.5mol ·L -1CaCl 2溶液与0.5mol ·L -1尿素(非电解质)溶液。 (4)100mL 0.278mol ·L -1葡萄糖溶液中加入0.9g NaCl 的混合液与0.292mol ·L -1蔗糖溶液。 解:

(1)0278mol.L -1的葡萄糖溶液的渗透浓度为27.8mmol.L -1;0.0146mol.L -1的蔗糖溶液的渗透浓度为14.6 mmol.L -1。因为0.0278mol.L -1的葡萄糖溶液的渗透浓度大于0.0146mol.L -1的蔗糖溶液的渗透浓度,所以水的渗透方向为从蔗糖溶液向葡萄糖溶液渗透。

(2)正常血浆的渗透浓度为280 mmol.L -1,0.167mol.L -1的乳酸钠溶液的渗透浓度为:钠离子的渗透浓度+乳酸根离子的渗透浓度=167+167=334 mmol.L -1

。因为0.167mol.L -1的乳酸钠溶液的渗透浓度大于正常血浆的渗透浓度,所以

水的渗透方向为从血浆溶液向乳酸钠溶液渗透。

(3)0.5mol.L -1的CaCl 2溶液的渗透浓度为:Ca 2+的渗透浓度+Cl -1的渗透浓度=500+500×2=1500mmol.L -1;0.5mol.L -1的尿素溶液的渗透浓度为:500 mmol.L -1。因为0.5mol.L -1的CaCl 2溶液的渗透浓度大于0.5mol.L -1的尿素溶液的渗透浓度,所以水的渗透方向为从尿素溶液向CaCl 2溶液渗透。

(4)100ml0.278mol.L -1的葡萄糖溶液加入0.9g 的NaCl 的混合溶液的渗透浓度为:0.278mol.L -1的葡萄糖溶液的渗透浓度+0.9gNaCl 溶解在水中产生的渗透浓度=287+2×0.9/58.5/0.1×1000=880 mmol.L -1;0.292 mol.L -1的蔗糖溶液的渗透浓度为292 mmol.L -1。因为100ml0.278mol.L -1的葡萄糖溶液加入0.9g 的NaCl 的混合溶液的渗透浓度大于0.292 mol.L -1的蔗糖溶液的渗透浓度,所以水的渗透方向为从蔗糖溶液向混合溶液渗透。

17. 若将两种或两种以上的等渗溶液按任意比例混合,所得混合液是否等渗溶液? 解:略。

18. 100mL 水溶液中含有2g 白蛋白(相对分子质量为69000),试计算这个蛋白质溶液在25℃时的渗透压。 解:

蛋白质的物质的量为:n B =2/69000(mol),蛋白质溶液的物质的量浓度为: 2/69000/0.1(mol.L -1),

则蛋白质溶液的渗透浓度为:2/69000/0.1×1000=0.29 mmol.L -1。 渗透压为:π=cRT =0.29×10-3×8.314×(275.15+25)=0.7189Pa

19. 在1L 水溶液中,含有某种非电解质0.3g ,30℃时,该溶液的渗透压为10.8kPa ,计算这种非电解质的相对分子质量。 解:

M =

V

mRT

π 7010

1108.10)3015.273(314.83.03

3=???+??=-M

第二章 电解质溶液

1. 下列说法是否正确?若不正确,如何改正?

(1)根据稀释定律a =

c

K

i ,弱电解质溶液的浓度越小,则离解度越大。因此,对弱酸来

说,溶液越稀,[H +]越高。

(2)中和相同浓度相同体积的HAc 和HCl 溶液,所需碱量是相同的,所以它们中和前溶液中的[H +]都相等。

2. 什么叫离子活度和活度系数?影响活度系数有哪些主要因素?

3. 同离子效应与盐效应如何影响弱电解质的离解度?

4. 举例说明什么是分级离解?为什么二级离解比一级离解难,三级离解比二级离解更难?

5. 什么是溶度积?离子积和溶度积有何不同?

6. 计算0.10mol ·L -1 Na 2SO 4溶液的离子强度。 解:I=1/2∑Ci Zi 2=1/2(0.2×12+0.1×22)=0.3

7. 指出下列各酸的共轭碱:

H 3O +,H 2O ,NH 4+,HS -,H 2S

解:

H 3O +的共轭碱为H 2O : H 3O +H ++H 2O H 2O 的共轭碱为OH -:H 2O H + +OH - NH +4的共轭碱为NH 3:NH +4H ++NH 3 HS -的共轭碱为S 2-:HS -H ++S 2- H 2S 的共轭碱为HS -:H 2S H ++HS -

8. 指出下列各碱的共轭酸:

H 2O ,NH 3,HPO 42-,CO 32-

解:

H 2O 的共轭酸为H 3O +:H 3O +H ++H 2O NH 3的共轭酸为NH +4:NH +4H ++NH 3 HPO 42-的共轭酸为:H 2PO 4-:H 2PO 4-H ++HPO 42- CO 32-的共轭酸为:HCO 3-:HCO 3-H ++CO 32-

9. 用质子理论判断下列分子或离子在水溶液中,哪些是酸?哪些是碱?哪些是两性物质?

HS -,CO 32-, H 2PO 4-,NH 3,H 2S ,HCl ,Ac -

酸有:H 2S 、HCl

碱有:CO 32-、NH 3、Ac - 两性物质有:HS -、H 2PO -4、

10. 溶解11.5g 甲酸(HCOOH )于水中制成250mL 溶液,设在此溶液中甲酸的离解度为4.2%,[H +]和[HCOO -]各为多少?离解常数应是多少? 解:

甲酸的物质的量为:11.5/46=0.25mol ,物质的量浓度为:1mol.L -1。 HCOOH H ++COOH -

[H +]=c.α=1×0.042=0.042mol.L -1;[COOH -] =c.α=1×0.042=0.042mol.L -1。

31084.1)

042.01(1042.0042.0[HCO O H]]][CO O H [H --

+?=-??==K

11. 在水溶液中,将下列各酸按由强到弱的次序排列。

HCl ,H 2CO 3,HAc ,H 2O ,NH 4+,HF

解:

由强至弱顺序为:HCl > HF >HAc>H 2CO 3>NH +4>H 2O

12. 要使H 2S 饱和溶液中的[S 2-]加大,应加入碱还是加入酸?为什么? 解:

加碱。因为加碱后,碱与H 2S 离解产生的H +反应,促进H 2S 离解,使S 2-浓度增大。

13. 将下列各溶液的[H +]换算成pH :

(1)1.0×10-13mol ·L -1;(2)3.2×10-5mol ·L -1;(3)9.3×10-10mol ·L -1

解:

(1) pH=-lg[H +]=-lg (1.0×10-12)=12 (2) pH=-lg[H +]=-lg (3.2×10-5)=4.49 (3) pH=-lg[H +]=-lg (9.3×10-10)=9.03

14. 将下列各溶液pH 值换算成[H +]:

(1)5.0;(2)2.82;(3)13.6

解:

(1)[H +]=10-pH =10-5.0=1.0×10-5 mol.L -1 (2)[H +]=10-pH =10-2.82=1.5×10-3 mol.L -1 (3)[H +]=10-pH =10-13.6=2.5×10-14 mol.L -1

15. 试求0.01mol ·L -1HAc 溶液的pH 值(α= 4.2%)。 解: HAc H ++Ac -

[H +]=c.α=0.01×4.2%=4.2×10-4mol.L -1

16. Ag 2S 的K sp = 6.3×10-50,PbS 的K sp = 8.0×10-28,在各自的饱和溶液中,[Ag +]和[Pb 2+]各是多少? 解: Ag 3S 2Ag ++S 2- [Ag +]=2[S 2-]

K sp =[ Ag +]2[ S 2-]=4[S 2-]3=6.3×10-58 [S 2-]=2.5×10-17;[Ag +]=5×10-17 PbS Pb 2++S 2- [Pb 2+]=[S 2-]

K sp =[Pb 2+] [S 2-]=[Pb 2+]2=8.0×10-28

[Pb 2+]=2.83×10-14

17. 说明下列情况有无沉淀产生。

(1)0.001mol ·L -1Ag + 和0.001mol ·L -1 Cl - 等体积相混合。(AgCl 的K sp = 1.8×10-10) (2)0.01mol ·L -1 SrCl 2溶液2mL ,加入0.1mol ·L -1 K 2SO 4溶液3mL 。(SrSO 4的K sp = 3.2×10-7)

(3)100mL 0.01mol ·L -1 Pb(NO 3)2溶液中,加入固体NaCl0.585g 。(PbCl 2的K sp = 1.6×10-5) (4)在1L 自来水中,[Cl -] = 10-5 mol ·L -1,加入1mol ·L -1 AgNO 3溶液0.05mL 。 (5)0.0001mol ·L -1 AgNO 3溶液10mL 与0.0006mol ·L -1 K 2CrO 4溶液20mL 相混合。(Ag 2CrO 4的K sp = 1.11×0-12)

解:

(1)[Ag +]=0.001/2=0.0005mol.L -1;[Cl -]=0.001/2=0.0005mol.L -1 Q sp =[Ag +][Cl -]=0.0005×0.005=2.5×10-7 Q sp > K sp ,所以不会产生沉淀

(2)[Sr 2+]=0.01×2/(2+3)=0.004mol.L -1;[SO 42-]=0.1×3/(2+3)=0.06mol.L -1. Q sp =[Sr 2+][SO 42-]=0.004*0.06=2.4×10-4> K sp

(3)[Pb 2+]=0.01mol.L -1;[Cl -]=

1.01

.05

.58/585.0= mol.L -1。 Q sp =[Pb 2+][Cl -]2=0.01×0.12

=1.0×10-4> K sp

(4)0.025ml 的AgNO 3很小,可以认为对体积没有影响。

[Ag +

]=

53

100.51

1005.01--?=?? mol.L -1 ,[Cl -]=0.01 mol.L -1 Q sp =[Ag +][Cl -]=5.0×10-5×0.01=5.0×10-7> K sp

(5) [Ag +]=0.0001×10/(10+20)=3.33×10-5;[CrO 42-]=0.0006×20/(10+20)=4×10-4 Q sp =[Ag +]2[CrO 42-]=(3.33×10-5)2×4.0×10-4=4.44×10-13< K sp

18. 解释下列现象:

(1)Fe(OH)3溶于盐酸。

(2)Mg(OH)2溶于NH 4Cl 溶液。 (3)H 2S 通入ZnSO 4溶液中,ZnS 的沉淀很不完全,但是在ZnSO 4溶液中先加入若干NaAc ,再通H 2S 气体,ZnS 的沉淀几乎完全。

解:略。

19. 已知HCOOH 在25℃时的离解常数K a = 1.77×10-4,求其共轭碱的K b 是多少?(K w = 1.0

×10-14)

解:

K a . K b =K W

K b = K W / K a =1.0×10-14/1.77×10-4=5.65×10-11

20. 已知AgCl 和Ag 2CrO 4的溶度积分别为1.8×10-10和1.01×10-12,通过计算回答哪一个

溶解度(mol ·L -1)大?

解:

设AgCl 的溶解度为xmol.L -1 AgCl Ag ++Cl -

[Ag+]=[Cl-]=x

K sp=[Ag+][Cl-]=x2=1.8×10-10

x=1.34×10-10

设Ag2CrO4的溶解度为y mol.L-1

Ag2CrO42Ag++CrO2-4 [Ag+]=2y;[CrO2-4]=y

K sp=[Ag+]2[CrO2-4]=4y3=1.1×10-12 Y=6.5×10-5

第三章 缓冲溶液

1. 在1L 1.0×10-5mol ·L -1 NaOH 溶液中,加入0.001molNaOH 或HCl ,溶液的pH 怎样改变?

解:略。

2. 设有下列三种由乳酸和乳酸钠组成的缓冲溶液,分别计算它们的pH 值(25℃时乳酸的

K a = 1.4×10-4)。

(1)1L 溶液中含有0.1mol 乳酸和0.1mol 乳酸钠。 (2)1L 溶液中含0.1mol 乳酸和0.01mol 乳酸钠。 (3)1L 溶液中含0.01mol 乳酸和0.1mol 乳酸钠。

解:

(1)85.31.01.0lg )104.1lg(lg [HB]][B lg pK pH 4a =+?-=+=+=--HB B a n n pK

(2)85.21.001

.0lg )104.1lg(lg [HB]][B lg pK pH 4a =+?-=+=+=--HB B a n n pK

(3)85.401.01

.0lg )104.1lg(lg [HB]][B lg pK pH 4a =+?-=+=+=--HB B a n n pK

3. 正常血浆中具有H 2PO 4--HPO 42-缓冲系,H 2PO 4-的pK a 2 = 6.8(校正后),已知正常血浆

中[HPO 42-][H 2PO 4-]为4/1,试求血浆的pH 值;尿中[HPO 42-]/[H 2PO 4-]为1/9,试求尿的pH 值。

解:

4.71

4

lg 8.6[HB]][B lg pK pH a =+=+=-

尿液的pH 值为:84.59

1

lg 8.6[HB]][B lg pK pH a =+=+=-

4. 将0.15mol ·L -1 NaOH 溶液0.1mL 加于10mL pH 值为4.74的缓冲溶液中,溶液的pH 值

变为4.79,试求此缓冲溶液的缓冲容量。(忽略体积变化)。

解:

).pH mol.L (10374.479.4101.015.011

43----?=-??=??=pH b β

5. 用同浓度的 HAc 和NaAc 溶液配制缓冲溶液,使溶液[H +]为2.0×10-6mol ·L -1,问HAc

和NaAc 溶液的体积比应该是多少?

解:

缓冲溶液的pH =-lg[H +]=-lg (2.0×10-6)=5.7

HB B a V V pK lg [HB]]

[B lg pK pH a +=+=-

95.075.47.5p pH lg

a =-=-=K V V HB

B

91.8=HAc

Ac

V V

6. 为了配制pH =

7.6的缓冲溶液100mL ,应该用0.1mol ·L -1的KH 2PO 4溶液及0.1mol ·L -1

的K 2HPO 4溶液各多少毫升?

解:

设需要KH 2PO 4溶液Vml ,则K 2HPO 4溶液有100-Vml

HB

HB B B a HB B a V c V

c pK n n pK lg lg

pH +=+= V

V ?-?+=1.0)

100(1.0lg

21.76.7

V =68.7ml

7. 设血清中H 2CO 3的浓度为0.00125mol ·L -1,计算pH 值为7.4时血清中HCO 3-的浓度(校

正后H 2CO 3的pK a 1= 6.10)。

解:

]

CO [H ][HCO lg

[HB]][B lg pK pH 323a --+=+=a pK 0.00125

][HCO lg 10.64.73-+= [HCO 3-]=0.0249mol.L -1

第四章原子结构和分子结构

1.量子数n,l,m,m s的物理意义是什么?如何取值?

解:(略)

2.指出3s,4d,5p,4f各能级相应的主量子数,副量子数各是多少?每一能级可有几个轨

道?

解:3s——主量子数3,副量子数0,轨道数1

4d——主量子数4,副量子数2,轨道数5

5p——主量子数5,副量子数1,轨道数3

4f——主量子数4,副量子数3,轨道数7

3. 下列各组量子数哪些是不合理的?为什么?

(1)n=2 l=1 m=0

(2)n=2 l=2 m=-1

(3)n=3 l=0 m=0

(4)n=3 l=1 m=1

(5)n=2 l=0 m=-1

(6)n=2 l=3 m=2

解:(1)合理;(2)不合理;(3)合理;(4)合理;(5)不合理;(6)不合理

医用化学习题解答(新版)

解:(1)3;(2)1;(3)+1/2;(4)0;(5)0,0

5. 下列电子排布式中,哪些是基态原子,哪些是激发态原子,哪些是错误的?

(1)1s22s12p2(2)1s22s22p63s13d1

(3)1s22s22p43s1(4)1s22s22d1

(5)1s22s32p1(6)1s22s22p63s1

解:(1)激发态;(2)激发态;(3)激发态;(4)错误;(5)错误;(6)基态

6. 下列说法是否正确,不正确者应如何改正?

(1)主量子数n为1时,有自旋相反的两条轨道;

(2)主量子数n为4时,其轨道总数为16,可容纳32个电子;

(3)主量子数n为3时,有3s,3p,3d,3f四条轨道。

解:(1)正确;(2)正确;(3)不正确

7. 下列各元素原子基态的电子层结构的写法各违背了什么原理?写出正确的电子层结构

式。

(1)5B:1s22s3 (2)7N:1s22s22p x22p y1(3)4Be:1s22p2解:(1)违背鲍里不相容原理;(2)违背洪特规则;(3)违背能量最低原理。正确的电子层结构式为:

(1)5B:1s22s22p 1 (2)7N:1s22s22p x12p y12p z1(3)4Be:1s22 s2

8. 用s,p,d,f等符号写出下列各元素原子基态的电子层结构。

S 12Mg 26Fe 30Zn 35Br

16

解:16S:1s22s22p63s23p412Mg:1s22s22p63s226Fe:1s22s22p63s23p63d64s2

Zn:1s22s22p63s23p63d104s235Br:1s22s22p63s23p63d104s24 p5

30

9. 用杂化轨道理论说明下列分子中中心原子的杂化情况和分子的空间构型。

HgCl2BF3CCl4

解:HgCl2(sp杂化,直线型);BF3(sp2杂化,平面三角形);CCl4(sp3杂化,四面体)

10. 下列分子中哪些是极性分子?哪些是非极性分子?

(1)NO (2)CS2(直线形)(3)CO2(直线形)(4)H2O (5)NH3

解:(1)极性分子;(2)非极性分子;(3)非极性分子;(4)极性分子;(5)极性分子

11.比较下列各对物质沸点的高低,并简单说明之。

(1)HF和HCl (2)SiH4和CH4(3)Br2和F2

解:(1)沸点HF>HCl(HF分子间氢键)

(2)沸点SiH4>CH4(分子量越大,色散力越大)

(3)沸点Br2>F2(分子量越大,色散力越大)

12.指出下列说法的错误。

(1)四氯化碳的熔、沸点低,所以CCl4分子不稳定。

(2)色散力仅存在于非极性分子之间。

(3)凡是含有氢的化合物的分子之间都能产生氢键。

解:(1)错误。熔、沸点高低决定于分子间力,分子稳定性决定于分子中原子之间的作用力(化学键)。

(2)错误。色散力存在于各种分子之间。

(3)错误。氢原子与电负性很大、半径很小的原子形成的分子之间才能形成氢键。

13.下列化合物能否形成氢键?

NH3C2H5OH C6H6C2H6

解:NH3能形成氢键;C2H5OH能形成氢键;C6H6、C2H6不能形成氢键。

第五章配位化合物

1.指出下列配合物的中心体、配位体、配位原子、配位数并写出它们的名称:

(1)[Cu(NH3)4](OH)2 (2)[Pt(NH3)4(OH)Cl]2+

(3)H2[PtCl6] (4)[Cr(H2O)4Br2]Br

(5)Na2[SiF6] (6)[Co(en)3]Cl3

解:

(1)中心体:Cu2+;配位体:NH3;配位原子:N;配位数:4;氢氧化四氢氧合铜(Ⅱ)

(2)中心体:Pt4+;配位体:OH-、Cl-、NH3;配位原子:O、N、Cl-;配位数:6;一氯一氢氧四氨合铂(Ⅳ)

(3)中心体:Pt4+;配位体:Cl-;配位原子:Cl-;配位数:6;六氨合铂(Ⅳ)化氢

(4)中心体:Cr3+;配位体:Br-、H2O;配位原子:O、Br-;配位数:6;溴化一溴四水合铬(Ⅲ)

(5)中心体:Si4+;配位体:F-;配位原子:F-;配位数:6;六氟合硅(Ⅳ)酸钠

(6)中心体:Co3+;配位体:en;配位原子:N;配位数:6;氯化三乙二氨合钴(Ⅲ)

2.写出下列配合物的化学式:

(1)六氰合铁(Ⅲ)酸钾(2)硫酸一氯一硝基二乙二胺合铂(Ⅳ)

(3)二氯四硫氰合铬(Ⅱ)酸铵(4)五羰基合铁

解:

(1)K3[Fe(CN)6]

(2)[Pt(en)2NO3Cl]SO4

(3)(NH4)4[Cr(SCN)4Cl2]

(4)[Fe(CO)5]2-

3.指出下列配合物的中心离子及配离子的电荷,并指出它们在水溶液中的主要存在形式。(1)[Cu(NH3)4]Cl2 (2)K2[PtCl6]

(3)[Ag(NH3)2]NO3 (4)K3[Fe(CN)6]

解:

(1)中心离子的化合价:+2;配位数:2;配离子的电荷:+2。

(2)中心离子的化合价:+4;配位数:6;配离子的电荷:-2。

(3)中心离子的化合价:+1;配位数:2;配离子的电荷:+1。

(4)中心离子的化合价:+3;配位数:6;配离子的电荷:-3。

4. 写出[Fe(CN)6]3-离子的逐级稳定常数及总稳定常数表达式。

解:略。

5. 根据实验测得有效磁矩,判断下列各离子的杂化类型、内外轨型、空间构型及顺反磁性。(1)[Fe(H2O)6]2+μ=5.3 B.M.

(2)[CuCl4]2-μ=2.0 B.M.

解:略。

第六章氧化还原与电极电位

1.指出下列各物质中画线元素的氧化数。

O3H2O2I2O5Cr2O72-MnO4- N2H4

解:O3(0)H2O2(-1)I2O5(+5)

Cr2O72-(+6)MnO4- (+7)N2H4(-2)

2.完成并配平下列在酸性溶液中进行的反应的方程式。

(1)Fe2+ + NO3-Fe3+ + NO2

(2)Cr2O72- + H2O2Cr3+ + O2

(3)MnO42- + H+MnO4- + Mn2+

(4)Zn + NO3-Zn2+ + NH4+

解:(1)Fe2+ + NO3-+ 2H+== Fe3+ + NO2 + H2O

(2)Cr2O72- + 3H2O2 + 8H+== 2Cr3+ + 3O2 + 7H2O

(3)5MnO42- + 8H+== 4MnO4- + Mn2+ + 4H2O

(4)4Zn + NO3-+ 10H+4Zn2+ + NH4+ + 3H2O

3.完成并配平下列在碱性溶液中进行的反应的方程式。

(1)Fe(OH)2 + H2O2Fe(OH)3

(2)Br2 + IO3-Br- + IO4-

(3)MnO2 + H2O2MnO42-

解:(1)2Fe(OH)2 + H2O2== 2Fe(OH)3

(2)Br2 + IO3-+ 2OH- == 2Br- + IO4-+ H2O

(3)MnO2 + H2O2 + 2OH- == MnO42- + 2H2O

4.试用符号表明下列各组电对(在标准状态下)组成的原电池。写出电极反应和电池反应式。

(1)Cu2+/Cu,Ni2+/Ni

(2)Fe2+/Fe,Cl2/Cl-

(3)Cu2+/Cu,Ag+/Ag

解:(1)电池符号(-)Ni︱Ni2+(1 mol·L-1)‖Cu2+(1 mol·L-1)︱Cu(+)电极反应:正极Cu2+ +2e-→Cu 负极Ni -2e-→Ni2+

电池反应:Cu2+ + Ni→Cu + Ni2+

(2)电池符号(-)Fe︱Fe2+(1 mol·L-1)‖Cl-(1 mol·L-1),Cl2(101.325KPa)︱Pt(+)

电极反应:正极Cl2 +2e-→2 Cl-负极Fe -2e-→Fe2+

电池反应:Cl2 + Fe→Fe2+ + 2 Cl-

(3)电池符号(-)Cu︱Cu2+(1 mol·L-1)‖Ag+(1 mol·L-1)︱Ag(+)

电极反应:正极Ag+ + e →Ag 负极Cu -2e-→Cu2+

电池反应:2Ag+ + Cu→Cu2+ + 2Ag

5.根据标准电极电位表的数据,判断下列每一组中较强的氧化剂和较强的还原剂(均为标准状态)。

(1)Hg2+/Hg22+,Ni2+/Ni,Zn2+/Zn

(2)Cl2/Cl-,Br2/Br-,I2/I-

解:(1)较强的氧化剂是Hg 2+,较强的还原剂是Zn (2)较强的氧化剂是Cl 2,较强的还原剂是Zn 6.根据电极电位表中的数据,

(1)按由强到弱的顺序排列下述还原剂:Sn 2+,Pb ,Sn ,Br - (2)按由强到弱的顺序排列下述氧化剂:Sn 4+,Fe 3+,I 2,Cd 2+

解:(1)Sn >Pb >Sn 2+>Br - (2)Fe 3+ >I 2>Sn 4+>Cd 2+

7.写出298K 时下列电极反应的能斯特方程式。

(1)Sn 2++2e -Sn

(2)Cr 3+

+e -Cr 2+

(3)AgCl+e -Ag+Cl -

(4)Cr 2O 72-+14H ++6e -2Cr 3++7H 2O

解:(1)φSn 2+/Sn =φ0Sn 2+/Sn + ]Sn lg[2

05916.02+

(2)φCr 3+/Cr 2+=φ0 Cr 3+/Cr 2+ + ]

[Cr ][Cr lg 105916.023++

(3)φAgC/Ag =φ0AgC/Ag + ]

Cl [1lg 1

05916.0-

(4)φCr 2O 72-/Cr 3+=φ0 Cr 2O 72-/Cr 3+ + 2

314

-272][Cr ]][H O [Cr lg 605916.0++

8.计算298K 时下列电对的电极电位。

(1)Sn 4+(0.01 mol ·L -1)/Sn 2+(1 mol ·L -1)

(2)Br 2(l )/Br -(0.01 mol ·L -1)

(3)Cl -(0.2 mol ·L -1),AgCl (s )/Ag

(4)Fe 3+(0.1 mol ·L -1)/Fe 2+(0.5 mol ·L -1)

解:(1)φSn 4+/Sn 2+=φ0Sn 4+/Sn 2+ + ]

[Sn ][Sn lg 205916.024++

=0.15-0.05916/2=0.091V

(2)φBr 2/Br -=φ0Br 2/Br - +

2

]

Br [1

lg 205916.0-=1.065+2×0.05916=1.183V (3)φAgC/Ag =φ0AgC/Ag + ]

Cl [1lg 1

05916.0-=0.2223+0.05916×0.6989=0.264V (4)φFe 3+/Fe 2+=φ0Fe 3+/Fe 2+

+ ]

[Fe ][Fe lg 105916.023++=0.77-0.05916×0.6989=0.729V

9.根据标准电极电位,判断下列反应能否进行? (1)2Ag+Cu (NO 3)2==2AgNO 3+Cu (2)2KI+SnCl 4==SnCl 2+I 2+2KCl

解:(1)φ0Ag +/Ag = 0.7996V >φ0Cu 2+/Cu = 0.3402V

Ag 与Cu 比,是较弱的还原剂;Cu 2+与Ag +比,是较弱的氧化剂,故此反应不能进行。 (2)φ0I 2/I - = 0.535V >φ0Sn 4+/Sn 2+ = 0.15V

I -

与Sn 2+比,是较弱的还原剂;Sn 4+与I 2比,是较弱的氧化剂,故此反应不能进行。 10.计算298K 时下列电池的电动势,标明正、负极,列出电极反应式和电池反应式。 (1)Pt ︱Sn 4+(0.1 mol ·L -1),Sn 2+(0.01 mol ·L -1)‖Cd 2+(0.1 mol ·L -1)︱Cd (2)Pt ︱Fe 3+(0.5 mol ·L -1),Fe 2+(0.05 mol ·L -1)‖Mn 2+(0.01 mol ·L -1),H +(0.1 mol ·L -1),MnO 4-(0.1 mol ·L -1)︱Pt (3)Pt ︱H 2(101.325kPa ),HCl (0.01 mol ·L -1),AgCl (s )︱Ag (4)Pt ︱Fe 3+(1.0 mol ·L -1),Fe 2+(0.01 mol ·L -1)‖Hg 2+(1.0 mol ·L -1)︱Hg

解:

(1)φCd 2+/Cd =φ0Cd 2+/Cd + ]Cd lg[2

05916.02+=-0.403-0.05916/2=-0.433V

φSn 4+/Sn 2+=φ0Sn 4+/Sn 2+ + ]

[Sn ][Sn lg 205916.024++

=0.15+0.05916/2=0.180V

电动势E =φSn 4+/Sn 2+-φCd 2+/Cd =0.180-(-0.433)=0.613V

正极: Sn 4+(0.1 mol ·L -1),Sn 2+(0.01 mol ·L -1)︱Pt ,电极反应:Sn 4+ +2e -→Sn 2+ 负极:Cd 2+(0.1 mol ·L -1)︱Cd , 电极反应:Cd - 2e -→Cd 2+

电池反应:Cd + Sn 4+→Sn 2+ + Cd 2+

(2)φFe 3+/Fe 2+=φ0Fe 3+/Fe 2+ + ]

[Fe ][Fe lg 105916.023++

=0.77+0.05916=0.829V

φMnO 4-/Mn 2+=φ0MnO 4-/Mn 2+ + ]

[Mn ]][H [MnO lg 505916.028

-4++=1.491-0.05916×7/5=1.408V

电动势E =φMnO 4-/Mn 2+ -φFe 3+/Fe 2+ =1.408-0.829=0.579V

正极: Mn 2+(0.01 mol ·L -1),H +(0.1 mol ·L -1),MnO 4-

(0.1 mol ·L -1)︱Pt

电极反应:MnO 4- + 8H ++5 e -→Mn 2++ 4H 2O 负极: Fe 3+(0.5 mol ·L -1),Fe 2+(0.05 mol ·L -1)︱Pt 电极反应: Fe 2+- e - →Fe 3+

电池反应:MnO 4- + 5Fe 2++ 8H +→Mn 2+ + 5Fe 3+ + 4H 2O

(3)φH +/H 2=φ0H +/H 2 + ]Cd [][H lg 2

05916.02H 2

2

++p =-0.403-0.05916/2=-0.433V

φSn 4+/Sn 2+=φ0Sn 4+/Sn 2+ + ]

[Sn ][Sn lg 205916.024++

=0.15+0.05916/2=0.180V

电动势E =φSn 4+/Sn 2+-φCd 2+/Cd =0.180-(-0.433)=0.613V

正极: Sn 4+(0.1 mol ·L -1),Sn 2+(0.01 mol ·L -1)︱Pt ,电极反应:Sn 4+ +2e -→Sn 2+ 负极:Cd 2+(0.1 mol ·L -1)︱Cd , 电极反应:Cd - 2e -→Cd 2+ 电池反应:Cd + Sn 4+→Sn 2+ + Cd 2+

(4)φFe 3+/Fe 2+=φ0Fe 3+/Fe 2+ + ]

[Fe ][Fe lg 105916.023++

=0.77+2×0.05916=0.888V

φHg 2+/Hg =φ0Hg 2+/Hg + ]Hg lg[2

05916.02+=0.851V

电动势E =φFe 3+/Fe 2+ -φHg 2+/Hg =0.888-0.851=0.037V

正极: Fe 3+(1.0 mol ·L -1),Fe 2+(0.01 mol ·L -1)︱Pt 电极反应:Fe 3+ + e - → Fe 2+

负极: Hg 2+(1.0 mol ·L -1)︱Hg 电极反应:Hg - 2e - →Hg 2+ 电池反应: 2Fe 3+ + Hg → 2Fe 2+ + Hg 2+

11.用下列反应组成原电池,写出电池组成式,计算298K 时的电动势,并判断反应自发进行的方向。

(1)2Ag+Cu (NO 3)2(0.01 mol ·L -1)2AgNO 3(0.1 mol ·L -1)+Cu

(2)2Cr 3+(0.01 mol ·L -1)+2Br -(0.1 mol ·L -1)2Cr 2+(0.1 mol ·L -1)+Br 2

解: (1)φCu 2+/Cu =φ0Cu 2+/Cu + ]Cu lg[2

05916.02+=0.3402-0.05916=0.281V

φAg +/Ag =φ0Ag +/Ag + ]Ag lg[1

05916.0+=0.7996-0.05916=0.740V

φAg +/Ag >φCu 2+/Cu ,反应逆向自发进行。电池组成式为:

(-)Cu ︱Cu (NO 3)2(0.01 mol ·L -1)‖AgNO 3(0.1 mol ·L -1)︱Ag (+) 电动势E =φAg +/Ag -φCu 2+/Cu =0.740-0.281=0.459V

(2)φCr 3+/Cr 2+=φ0Cr 3+/Cr 2+ + ]

[Cr ][Cr lg 105916.023++

=-0.41-0.05916=-0.469V

φBr 2/Br -=φ0Br 2/Br - + 2

]Br [1lg

205916.0-=1.065+0.05916=1.124V φBr 2/Br >φCr 3+/Cr 2+,反应逆向自发进行。电池组成式为:

(-)Pt ︱Cr 3+(0.01 mol ·L -1),Cr 2+(0.1 mol ·L -1)‖Br -

(0.1 mol ·L -1),Br 2︱Pt (+)

电动势E =φBr 2/Br -φCr 3+/Cr 2+ =1.124-(-0.469)=1.593V

12.计算298K 时下列反应的平衡常数。

(1)2Fe 3++2I -2Fe 2++I 2 (2)2Ag ++Sn 2+2Ag+Sn 4+

解: (1)05916.0)(lg 21

??-=n K 945.705916

.0)535.077.0(2=-=,K =8.81×107

(2)05916.0)(lg 21

??-=n K 96.2105916

.0)15.07996.0(2=-=,K =9.12×1021

13.用玻璃电极与饱和甘汞电极插入pH s =3.57的标准缓冲溶液中,组成电池,在298K 时测得其电动势E s =0.0954V 。再将溶液换成未知pH 值的溶液组成电池,298K 时测得其电动势E x =0.340V ,求待测溶液的pH 值。

解:RT

F E E s x s x 303.2)(pH pH -+=

298

314.8303.296490)0954.0340.0(57.3pH ???-+

=x =7.70

14.若Pt ︱H 2(101.325kPa ),胃液‖KCl (0.1 mol ·L -1),Hg 2Cl 2(s )︱Hg 的电动势为0.420V ,而Pt ︱H 2(101.325kPa ),H +(1 mol ·L -1)‖KCl (0.1 mol ·L -1),Hg 2Cl 2(s )

︱Hg 的电动势为0.334V ,求胃液的pH 值。

解:E 1=φHg 2Cl 2/Hg -φ胃液=0.420V

E 2=φHg 2Cl 2/Hg -φ0H +/H 2=0.334V

φ胃液=φ0H +/H 2 +2

H 2

]H [lg 2

05916.0p +=0.334-0.420

lg[H +]=-1.458 pH=1.458

15.有一原电池(-)A ︱A 2+‖B 2+︱B (+),当[A 2+]=[B 2+]时,其电动势为0.360V ,现若使[A 2+]=0.1 mol ·L -1, [B 2+]=1.0×10-4 mol ·L -1,这时电池的电动势为多少?

解:E =φB 2+/B -φA 2+/A = φ0B 2+/B - φ0A 2+/A + ]

A []

B [lg 205916.022++

当[A 2+]=[B 2+]时,其电动势为0.360V ,即:φ0B 2+/B - φ0A 2+/A =0.360V 。所以,当[A 2+]=0.1 mol ·L -1, [B 2+]=1.0×10-4 mol ·L -1时:

E =φB 2+/B -φA 2+/A = φ0B 2+/B - φ0A 2+/A + ]

A []

B [lg 205916.022++

=0.360 + 1

.0100.1lg 205916.04

-?

=0.21V

第八章比色分析

5.

T A lg -=

2.0lg 1-=A A 1=0.6990 8.0lg 2-=A A 2=0.0969 1lg 25.0T -= T 1=0.5623 2lg 56.0T -= T 2=0.2754 6.

4.0398.0lg lg =-=-=T A

1

13

.cm L.mol 1333321015.04.0---=??==

cb A ε 11.L L.g 12.5325113333--===M εα

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