1、 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
2、 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 若反应后有 0.476 g I2生成，则以 (KI + 51 KMnO4)为基本单元时，所消耗的反应物的物质的量是多少？ 解： m o l10753)m o l1 2 6 . 9 g(2210 . 4 7 6 g)I21()K M n O51( K I 3124 .nn 3. 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： L85.0L9 . 0
3、g 12 3 . 0 g3 5 . 5 ) g( 2 3 . 03 . 0 g)N a C l( 1 V4. 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 mmolL-1表示）。 解： 11 Lm m o l1.5m o l1 m m o l1 0 0 0L1 mL1 0 0 0mg1 0 0 0 g1mL100 1m o lg1.93 mg02)(K c 11 Lm m o l031m o l1 m m o l1 0 0 0L1 mL1 0 0 0mg1 0 0 0 g1mL1 0 0 1m o lg45.53 mg6
4、63)( C l c 5. 在室温下，物质 B（ MB = 100.00 gmol-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 B；(2) 质量浓度 B； (3) 质量摩尔浓度 bB； (4) 物质的量浓度 cB。 解： 0 . 2 0 0g00.01 g002.BB mm113-BB Lg2 2 2mLL109 . 0 0 m L g002. Vm 1 1BB 3 - 1A 2 0 0 g 1 0 0 g m o L 2 0 0 m o l k g1 0 0 0 g 1 0 g k gn ./b.m. 113
5、 1BBB Lm o l222mLL109 . 0 0 m L m o Lg2 . 0 0 g / 1 0 0 .Mnc 6. 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
6、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) m o l0 . 0 0 4 6 5m o l342g 1 . 5 9 g( A ) 1 nm o l0 . 0 2 4 2m o l6 0 g1 .
7、4 5 g( B ) 1 n1-kgm o l0 . 2 3 2kg0 2 0 000 . 0 0 4 6 5 m o l( A ) .b 1-kgm o l211kg0 2 0 000 . 0 2 4 2 m o l( B ) .b 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
8、 x)(2 0 .00 .0 2 4 2 m o lx)(2 0 .00 .0 0 4 6 5 m o l x = 13.5 g 8. 比较下列溶液的凝固点的高低： (1) 0.2 molkg-1葡萄糖的水溶液； (2) 0.2 molkg-1乙二醇的水溶液； (3) 0.2 molkg-1乙二醇的苯溶液； (4) 0.2 molkg-1氯化钾的 水溶液。 已知苯的凝固点为 5.5 ，苯的 Kf = 5.10 Kkgmol-1，水的 Kf = 1.86 Kkgmol-1。 解： 对于非电解质溶液 Tf = KfbB，对于电解质溶液 Tf = iKfbB，题目中各溶液的质量摩尔浓度相同，其凝固点
9、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) c(NaOH) = 0.1 molL-1； (2) c(31 K3PO4) = 0.1 molL-1； (3) c(21 Na2CO3) = 0.1 molL-1； (4) c(C6H12O6) = 0.1 molL-1。 解： 对于非电解质溶液 = cRT，对于电解质溶液 = 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
10、 101.3 kPa下为 100.200 。试写出尼古丁的分子式。 解： K200obbb .TTT 11bbB kg0 . 3 9 1 m o lm o lkg0 . 5 1 2 K0 . 2 0 0 K K Tb 11BAB m o lg1 6 2kgm o l3 9 1.0kg0 1 0 0.0g6 3 4.0 bm mM （ MB = Kb mB /mA Tb） 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
11、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： 114 Lm o l1 4 9 60m o lg48.530 . 0 2 0 0 0 L . 1 6 0 0 g0C l )( N H .c1114os Lm m o l22 9 9m o l1 0 0 0 m m o l2L0 .1 4 9 6 m o lC l )( N H .c （ 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。） k P a7 7 1 . 1K 3 1 0m o lKLk P a 8 . 3 1 4Lm o l1 4 9 602 111B .RTic 此溶液为等渗溶
12、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： 1411B Lm o l10892K 25)( 2 7 3m o lKLk P a 8 . 3 1 4 k P a7170 .RTc1414BB m o lg109260 . 1 0 0 LLm o l108922 . 0 0 g .Vc mM 故 Mr = 6.92104 。 K1038.5m o lg1092.6kg1 0 0.0 g00.2m o lkgK86.1 4141BA Bf
13、Bff Mm mKbKT故该溶液的凝固点为 -5.3810-4 。 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
14、 -0.560 凝固，则 37 时血浆的渗透浓度及渗透压力各为多少？ 解： Bffoff bKTTT 11ffB kgm o l0 . 3 0 1m o lkg1 . 8 6 K0 . 5 6 0 K K Tb Cos= 301 mmolL-1 k P a7 7 6K 3 1 0m o lKLk P a 8 . 3 1 4Lm o l3 0 10 111B .RTc 15. 某电解质 HA溶液，其质量摩尔浓度 b(HA)为 0.10 molkg-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) H+(aq) + A- (aq) 初
15、始时的 b/molkg-1 0.10 平衡时的 b/molkg-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 molkg-1 = 0.10(1+ ) molkg-1 由 Tb = KbbB可得 0.052 K = 0.512 Kkgmol-1 0.10(1+ ) molkg-1 = 0.016 = 1.6% 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
16、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 molL-1 HCl溶液的离子强度、活度因子、活度。 解： i iiZbI 221= 21 0.010 molkg-1(+1)2+0.010 molkg-1( -1)2 = 0.010 molkg-1 0
17、51.0kgm o l 010.0)1()1(m o lkg 509.0Alg 12/11 / 2 Izz = 0.89 0 0 8 9.0)kgm o l 1/(gkm o l 0 1 0.089.0 1-1B /bba 18. 分别用浓度和活度计算 0.0050 molL-1 KNO3溶液在 25 的 渗透压力， 设= 0.92。 解：用浓度计算： k P a52K 982m o lKLk P a 8 . 3 1 4Lm o l0 0 5 002 111B .RTic 用活度计算： k P a23 K2 9 8m o lKL k P a3 1 4.8Lm o l0 0 5 0.092.02
18、 111B RTci 第三章 1. 用酸碱质子理论判断下列分子或离子在水溶液中哪些是质子酸？哪些是质子碱？哪些是两性物质？ H3PO4， HSO4-， H3O+， HS-， Al(H2O)63+， CO32-， HCOOH， NH4+， OH-，H2S， HPO42-， HCN， S2- 解： 质子酸： H3PO4， H3O+， Al(H2O)63+， HCOOH， H2S， HCN， NH4+ 质子碱： CO32-， OH-， S2- 两性物： HSO-4， HS-， HPO42- 2. 找出下列酸碱的各自相应的共轭碱或共轭酸： NH4+， H2CO3， H2PO4-， PO43-， H2O
19、， Cr(OH-)(H2O) 5 2+， S2-， Ac- 解： 共轭酸碱对 NH4+ NH3， H2PO4- HPO42-， H2CO3 HCO3-， HPO42- PO43 -， HS- S2-，HAc Ac-， Cr(H2O) 6 3+ Cr(OH-)(H2O) 5 2+ 3. 根据酸碱质子论写出下列质子酸在水溶剂中的解离平衡反应式及酸度平衡常数 Ka表达式。 （ 1） HCN； （ 2） NH4+ 答 ： HCN + H2O CN + H3O+ +-3a H O C N H C N H C N K NH4+ + H2O NH3 + H3O+ + 33a4 +4 H O N H NH N
20、 H K 4 弱电解质溶液稀释时，为什么解离度会增大？而溶液中水合氢离子浓度反而减小呢？ 答：（ 1）根据稀释定律 aKc， Ka 在一定温度下为一常数，对同一弱电解质，当溶液稀释时，浓度 c变小，则解离度 将变大。 （ 2） 又因 H3O+ aKc ，所以当 c变小时， H3O+将减小。 5. 什么叫弱电解质溶液中的同离子效应？盐效应？在同离子效应存在的同时，是否存在盐效应？以哪个效应为主？ 答：（ 1）同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与该弱电解质含有相同离子的强电解质使弱电解质解离度的现象叫同离子效应。 （ 2）盐效应：在弱电解质的溶液中，加入不含 共同离子的强电解质时引起弱电解质的解离
21、度稍微增大的效应叫盐效应。 （ 3）在产生同离子效应的同时，也存在盐效应，只不过与同离子效应相比，盐效应较弱，是以同离子效应为主。 6 计算 0.10 molL-1 H2S水溶液中同时含有 0.10 molL-1HCl时的 S2-浓度。解 . H2S分两步解离 (1) H2S + H2O H3O + HS- +-3 8a 1 2 2H O H S( H S ) = 8 . 9 1 0HSK (2) HS-+H2O H3O+ + S2- + 2 -3 13a2 -H O S= 1 .2 1 0HSK 根据多重平衡规则 (1) + (2) 得 H2S + 2H2O 2H3O+ + S2- 2+ 2
22、 -3 122H O SHS aaK K K 溶液中的 H3O+浓度应包括 HCl 电离出的 H3O+及 H2S 两步解离出的 H3O+，因H2S 的 很小，加之同离子效应，溶液中 H3O+的总浓度可以近似地用 HCl解离出的 H+浓度代替， H2S的平衡浓度也可近似地用 H2S起始浓度代替。故 8 1 3 - 11 2 22 - 1 9 - 122+ -13HS 8 . 9 1 0 1 . 2 1 0 0 . 1 m o l LS 1 . 1 1 0 m o l LHO 0 . 1 0 m o l LKK 由计算知道：在含有 0.10 molL-1HCl 的 0.10 molL-1H2S 水
23、溶液中，2- 19 - 1S 1. 1 10 m ol L 。与纯水 H2S水溶液中的 2- 13 - 1a2S 1 .2 1 0 m o l LK 相比较，由于 0.10 molL-1HCl的存在，使 S2-降低很多。反之，如果降低溶液的酸度，则促使 H2S的解离平衡右移，结果使 S2-离子浓度增大。 7 计算 0.10 molL-1NaCN 溶液中的 OH 、 H3O+和 pH 为多少？已知Kb(CN-)= 1.610-5。 解： c/Ka = 0.10 molL-1/ 1.610-5 500， 可用最简式计算 - 5 - 1 3 - 1bO H 1 . 6 1 0 0 . 1 0 m o
24、 l L 1 . 3 1 0 m o l LKc - 1 4+ 1 2 - 1w3 3 - 1- 1 . 0 1 0H O 7 . 7 1 0 m o l L1 . 3 1 0 m o l LOHK 12 - 1p H l g O H l g 7 .7 1 0 m o l L 1 1 .1 1 8 计算 0.10 molL-1H2S水溶液的 H3O+、 pH、 S2-和 H2S的 。已知 Ka1 = 9.110 -8， Ka2 =1.210 -13。 解： Ka1 Ka2，只考虑 H2S的第一步解离对 H3O+的贡献。 c/Ka = 0.10 molL-1/ 8.910-8 500 所以根据最
25、简公式计算 H2S H2O H3O+ HS 8 - 1 5 - 13 a 1H O 8 . 9 1 0 0 . 1 0 m o l L 9 . 4 1 0 m o l LKc 513H O H S 9.4 10 m ol L pH 4.03 S2-按第二步解离平衡计算 HS H2O H3O S 2-5 - 1 - 1+ 2 -3 13a2 5 - 1-9 . 4 1 0 m o l L S m o l LH O S 1 . 2 1 09 . 4 1 0 m o l LHSK H2S 在水溶液中的解离分两步进行，则表达式中的 H3O+应当相同 。又因Ka1 极小， HS-的解离很少，假设 513
26、H O H S 9.4 10 m ol L ，于是2 13 1a2S 1. 2 10 m ol LK + 5 - 13-1HO 9 .4 1 0 m o l L1 0 0 % 1 0 0 % 0 .0 9 4 %0 .1 0 m o l Lc 9 乳酸 HC3H5O3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，己知乳酸的 Ka=1.410-4,试计算浓度为 1.010-3 molL-1溶液的 pH。 解： c/Ka = 0.10 molL-1/ 1.410-4 500 + 4 3 - 1 4 - 13aH O 1 . 4 1 0 1 . 0 1 0 m o l L 3 . 7 4 1
27、 0 m o l LKc +43pH l g H O l g3 .7 4 10 3. 43 10 麻黄碱（ C10H15ON）又名麻黄素，为一元弱碱，常用于预防及治疗支气管哮喘及鼻黏膜肿胀、低血压症等。实验验测得其水溶液的 pH 为 10.26，己知麻黄素 的 Kb = 2.3310-5，求麻黄碱的浓度。 解： +3pH lg H O +310 .2 6 lg H O + 11 - 13H O 5. 5 10 m ol L + 143wH O O H 1.0 10K 14 4 - 1w1 1 - 1+3 1 . 0 1 0O H 1 . 8 1 0 m o l L5 . 5 1 0 m o l
28、 LHOK cK bOH 22 41 315b1 . 8 1 0 m o l LOH 1 . 4 1 0 m o l L2 . 3 3 1 0c K 11 氢氟酸的 Ka = 6.310-4，问氢氟酸的浓度需要多少才能使溶液中 H3O+为 0.018 molL-1？ 解： +3aHO Kc 22 - 2 - 1 14a1 . 8 1 0 m o l LH 0 . 5 1 m o l L3 . 5 3 1 0c K 12 在温度为 298 K， NH3的 Kb 1.810-5，计算 （ 1） 0.10molL-1 NH3水溶液中 OH-及 。 （ 2）在 l L 0.10 molL-1NH3水溶
29、液中加入 0.20 mol NH4Cl（忽略引起的体积变化）后溶液中的 OH-和解离度 。并比较计算结果。 解： (1) NH3解离平衡时，溶液中 OH 一 = 4NH =x molL-1, 则 NH3 = (0.10- x ) molL-1 NH3 + H2O 4NH + OH 一 初浓度 molL-1 0.10 0 0 平衡浓度 molL-1 0.10- x x x 平衡时 -4b3 N H O H N H K 整理得： 2x ( 1mol L )2 51.8 10 x 1mol L 61.8 10 = 0 解一元二次方程得： - 3 - 1 O H 1 .3 1 0 m o l Lx +
30、 3 - 13-1HO 1 .3 1 0 m o l L 1 0 0 % 1 .3 %0 .1 0 m o l Lc （ 2）因为加 NH4Cl 产生同离子效应，抑制了 NH3 的解离，使溶液中 OH- NH4+，故由解离平衡常数关系式导出 OH- 离子浓度的计算公式。同前面讨论的一样，这里忽略水的解离。根据题意有 NH3 + H2O 4NH + OH- ClNHClNH 44 平衡时 4b 3 N H O H N H K 即 - 3b +4 N H O H N H K由于同离子效应的结果，故 NH3 c(NH3)， NH4+ c(NH4Cl),代入上式， 221 51m o l L 1 . 8 1 00 . 1 0 m o l Lx x （ ）
