工程化学1

第1章 气体和溶液

8．已知在标准状态下1体积的水可吸收560体积的氨水，此氨水的密度为0.90g·mL －1。求此氨水的质量分数和物质的量的浓度。

【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：mol 25mol L 4.22L 5601

B =⋅=

-n 氨气的质量： g 425m ol g 17m ol 251B =⋅⨯=-m

氨溶液的质量： g 1425425g g 1000B A =+=+m

氨溶液的体积： 1.58L m L 3.1583m L g 90.0g 14251

B A B A ≈=⋅==-++ρm V 氨的质量分数： 298.0g 1425g 425B A B B ===+m m x 氨的量的浓度： 1B A B B L mol 8.1558L

.1mol 25-+⋅===V n c 9．经化学分析测得尼古丁中C 、H 、N 的质量分数依次为0.7403、0.0870、0.1727。今将尼古丁溶于24.5g 水中，测得溶液的凝固点为－0.568℃。求尼古丁的最简式、相对分子质量和分子式。

【解】设尼古丁的相对分子量为M ，根据稀溶液的依数性，凝固点下降：b K T ⋅=∆f

5.24/21.1108

6.1)568.0(03M ⨯

⨯=--，求得：162=M 1

:7:501233.0:087.0:06167.0141727.0:1087.0:12740.0)N (:)H (:)C (===n n n

尼古丁的结构式 尼古丁的最简式：N H C 75，式量：811471512=+⨯+⨯='M ，

281/162/=='M M ，所以尼古丁的分子式为21410N H C ；结构式如上所示。

10．为防止水在仪器内冻结，在里面加入甘油，如需使其凝固点下降至－2.00℃，则在每100g 水中应加入多少克甘油（甘油的分子式为C 3H 8O 3）？

【解】设100g 水中加入的甘油质量为m g ，甘油的相对分子质量92=M 。根据稀溶液的依数性，凝固点下降：b K T ⋅=∆f ，则有：

100

92/1086.1)2(03m ⨯⨯=--，求得g 89.9=m 。

11．将下列水溶液（浓度皆为0.01mol/L ）按照凝固点的高低顺序排列：

6126O H C 、COOH CH 3、NaCl 、2CaCl

【解】提示：该题要用凝固点下降的修正式)(f b i K T ⨯⋅=∆来判断，其中i 表示溶液中微观粒子

比较可知，其凝固点由高到低的顺序是：6126O H C ＞COOH CH 3＞NaCl ＞2CaCl

12．医学临床上用的葡萄糖等渗液的凝固点为－0.543℃，试求此葡萄糖溶液的质量分数和血浆的渗透压（血液的温度为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 ：b K T ⋅=∆f

11f kg mol 292.0mol

kg K 86.1K 543.0--⋅=⋅⋅=∆=K T b 设等渗液体积是1.00L ，稀溶液的1

L mol 292.0-⋅=≈b c 葡萄糖的相对分子质量：1mol g 180-⋅=M

葡萄糖的质量：g 56.52m ol

g 180L 00.1L m ol 292.011=⋅⨯⨯⋅=⨯⨯=--M V c m B 等渗液的总质量：1052.56g g 56.52g 1000B A =+=+m 葡萄糖的质量分数：0499.01052.56g

52.56g B A B ===+m m x B 血浆的渗透压：kPa 753K 310)K m ol L kPa (315.8L m ol 292.0111=⨯⋅⋅⋅⨯⋅==∏---cRT

【解】海水是各种离子的稀溶液，其b c ≈，根据稀溶液的依数性，总溶质微粒的数量为： 1L mol 16.1002.0011.0011.0029.0055.0486.0566.0-⋅=++++++=c

在25℃欲用反渗透法使海水淡化所需压力为：

kPa 2874K 298)K m ol L kPa (315.8L m ol 16.1111=⨯⋅⋅⋅⨯⋅==∏---cRT

14．20℃时将0.515g 血红素溶于适量水中，配成50mL 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下降值；

（4）用(3)的计算结果来说明能否用沸点升高和凝固点下降的方法来测定血红素的相对分子质量。

【解】（1）溶液的浓度：1411L mol 1054.1293K

K mol L 8.315kPa 0.375kPa ----⋅⨯=⨯⋅⋅⋅=∏=

RT c （2）血红素的相对分子质量M ：由于V

M m c /=，故 14314mol g 1069.6L

100.50L mol 1054.1g 515.0----⋅⨯=⨯⨯⋅⨯==cV m M （3）此溶液的沸点升高值T ∆：K 1088.71054.1512.054b --⨯=⨯⨯=⋅=∆b K T 此溶液的凝固点降低值T ∆：K 1086.21054.186.144f --⨯=⨯⨯=⋅=∆b K T

（4）从理论上来说，根据稀溶液的依数性定律，是可以通过T ∆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T ∆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。

15．写出32S As （S H 2为稳定剂）的胶团结构简式。

【解】提示：以S H 2为稳定剂，注意S H 2是二元酸弱电解质，一般只考虑第一步电离产生的-

HS ，

第二步产生的-2S 可不予考虑，故胶核表面优先吸附-HS 离子（吸附层）。

胶团结构如下：

+-+-⋅-⋅⋅H ]H )(HS )S [(As 32x x n n x m

16．若沉淀以下A 、B 两种胶体，试分别将①MgSO 4，②K 3[Fe(CN)6]和③AlCl 3三种电解质按聚沉能力大小的顺序排列。

A ：100mL0.005mol·L -1KI 溶液和100mL0.01AgNO 3溶液混合成的AgI 溶胶；

B ：100mL0.005mol·L -1 AgNO 3溶液和100mL0.01KI 溶液混合成的AgI 溶胶。

【解】解题思路如下：