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《无机及分析化学》期中试卷(答案)

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常熟理工学院2011~2012学年第一学期

《无机及分析化学》期中考试试卷

试题总分: 100 分 考试时限:120 分钟

一、选择题(每空1

1. 已知K a (HAc) = 1.8?10-5,K a (HCN) = 6.17?10-10,K b (NH 3) = 1.8?10-5 浓度相同的 NaCl ,NH 4Ac ,NaAc 和

NaCN 水溶液,按它们的c (H +)从大到小排列的顺序为:……..........................................................................( C )

A. NaCl>NaAc>NH 4Ac>NaCN ;

B. NaAc>NaCl ≈ NH 4Ac>NaCN ;

C. NaCl≈NH 4Ac>NaAc>NaCN ;

D. NaCN>NaAc>NaCl ≈ NH 4Ac 。

2. 下列各各实验数据中,有效数字为四位的是……………………………………..……….…………………….( C )

A. c (H +) = 0.0205;

B. pH = 10.42;

C. w (CaCO 3) =92.12%;

D. p K a =11.80。

3. 0.01mol.L -1某一元弱酸能被准确滴定的条件是…………....……………………................................................( A )

A. K a θ≥10-6;

B. K a θ≥10-8;

C. K b θ≥10-6;

D. K b θ≥10-8。

4. 使人体血液pH 值维持在7.35左右的主要缓冲系统是………………………………...……………………….…( B )

A. NaAc + HAc[K a (HAc) =1.8?10-5];

B. NaHCO 3+H 2CO 3[K a1(H 2CO 3) = 4.3?10-7];

C. Na 2CO 3+NaHCO 3[K a2(H 2CO 3)=5.6?10-11];

D.NH 4C1+NH 3?H 2O[K b (NH 3?H 2O)=1.77?10-5]。

5. 下列稀溶液,渗透压最小的是…………………………………………………………… ................................…( D )

A. 0.02 mol ?L -1NaCl ;

B. 0.02mol ?L -1CaCl 2; C . 0.02 mol ?L -1HAc ; D. 0.02 mol ?L -1葡萄糖。

6. 一元弱酸溶液的c (H +)通常用简式a a )H (K c c ?=+进行计算,但需满足...............................................................( D )

A . c a ?K a ≤ 20K w ; B. c a ?K a ≥ 20K w ; C. c a /K a ≥ 500 ; D. c a ?K a ≥ 20K w 且c a /K a ≥ 500。

7. 某弱酸型指示剂(HIn)的p K (HIn) = 4.0,其理论变色范围为...............................................................................( B )

A. 2.0~3.0;

B. 3.0~5.0;

C. 4.0~5.0;

D. 9.0~11.0。

8. 标定HCl 和NaOH 溶液常用的基准物是…………………………………...............................................................( D )

A. 硼砂和EDTA ;

B. 草酸和K 2Cr 2O 7 ;

C. CaCO 3和草酸;

D. 硼砂和邻苯二甲酸氢钾。

9. 已知汽车尾气无害化处理的反应 NO(g) + CO(g) → 1/2N 2 + CO 2(g)的?r H m (298.15 K) <0,欲使有毒气体NO 和

CO 达到最大转化率可采取的措施是………………………………….................................................................( C )

A. 低温低压;

B. 高温高压;

C. 低温高压;

D. 高温低压。

10. 根据热力学知识,下列定义中不正确的是…….…....................................………………………………..….…( C )

A. ?f G m (H 2,g) = 0;

B. ?f G m (H +,aq) = 0;

C. ?f H m (H,g) = 0;

D. ?f H m (H 2,g) = 0。

11. 5.0 g 某聚合物溶于400 cm 3

水中,20℃时的渗透压为100 Pa ,则该聚合物的分子量为…………..…….. ( B )

A. 4.0 × 106;

B. 3.0 × 105;

C. 2.1 × 104;

D. 3.0 × 102。

12. 难挥发物质的水溶液,在敞开系统中保持沸腾时,它的沸点…….………………….....................................…( A )

A. 不断上升;

B.不变;

C.不断下降;

D.无法预测。

13. 某反应的平衡转化率为35%;若反应条件不变加入催化剂,此时它的平衡转化率是……………………..…( B )

A. 大于35%;

B. 等于35%;

C. 小于35%;

D. 无法确定。

14. 在下列多元酸或混合酸中,用NaOH标准溶液滴定时出现两个滴定突跃的是………………………......…..( C)

A. H2S (K a1=1.3?10-7 , K a2=7.1?10-15 );B . H2C2O4 (K a1 = 5.9?10-2 , K a2 = 6.4?10-5 );

C . H3PO4(K a1=7.6?10-3,K a2=6.3?10-8,K a3=4.4?10-13);

D . HCl + 氯乙酸(K a =1.4 ? 10-3)。

15. 已知用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20ml 同浓度的 HCl 溶液的突跃范围是pH值为4.30~9.70 。如果NaOH和HCl溶液的浓度都为0.01000mol/L,那么突跃范围的pH值是..............................................................................( A ) A.5.30~8.70; B. 3.30~10.70; C.4.30~9.70; D.5.30~9.70。

16. 在H2S水溶液中各离子浓度关系正确的是…………………………..…………….…………………………...( B )

A. c(S2-) =2c(H+);

B. c(HS-) ≈ c(H+); D. c(H2S) ≈ c(S2-);

C. c(H2S) ≈ c(H+)+c(HS-)。

17. 下列操作不能消除系统误差是…………………………………………….........……………………………....( D)

A. 校正仪器;

B. 对照试验;

C. 空白试验;

D. 增加实验测定次数。

18. 在0.05mol?L-1HCN溶液中,若有0.01%的HCN解离,解离常数为…………..………………………………...( A )

A. 5×10-10;

B. 5×10-8;

C. 5×10-6 ;

D. 5×10-7。

19. 下列溶液的pH近似计算不受溶液浓度影响的是………………..………………………………………..……( D)

A. HCN ;

B. NaCN ;

C. NH4Cl ;

D. NaHCO3。

20. 某放射性物质的t1/2 = 8 h,1 g该放射性物质经24 h后还剩下…………………………………………………( D )

A.1/2 g;

B.1/3 g;

C.1/4 g;

D.1/8 g。

二、判断题(每题1分,共10分)

1. 催化剂改变反应历程,降低反应的活化能,但不能改变反应的?r G m。……....…….……………………….…( √)

2. 同离子效应可以增大电解质溶液的pH 值,也可以减小其pH 值,但一定会使电解质的解离度降

低。………………………..................…………………………………………………………………………..…..( √)

3.质量相同的N2和O2,在同温同压下,它们的体积比为7:8。………………………………………………..……( ?)

4. 在分析实验中,数据的精密度愈好,则该测量结果的准确度愈高。………………....................................……..( ?)

5. 化学反应3A(aq) + B(aq) → 2C(aq) ,当其速率方程式中各物质浓度均为1.0 mol·L-1时,其反应速率系数在数值

上等于其反应速率。.................................................…………………………………………….….…………..…..(√)

6. 弱电解质的浓度越低,则解离出的弱酸根离子浓度越小,解离度也越小。......………………………...……….( ?)

7. 对难挥发性溶质的稀溶液,其依数性公式(如?T b = K b?b B)中的b B应该是稀溶液中所有溶质质点的质量摩尔浓度的

总和。..............................................................………………………………………………………………….…..( √)

8. 缓冲溶液用水适当稀释时,溶液的pH值基本不变,但缓冲容量减小。…....……………………………………( √)

9. 在某溶液中加入甲基橙指示剂后,溶液显黄色,则该溶液一定呈碱性。……………….………………...…...( ?)

10. 实验测得某食盐溶液NaCl的解离度为87%,说明还有13%的NaCl未解离。…………………………….…...( ?)

三、填空题(每空1分,共32分)

1. 在大量无机盐作用下,蛋白质从溶液中沉淀析出的现象称为盐析。

2. 把0℃的冰块放入-1℃的1 mol?L-1NaCl溶液中,冰块将融化。

3. 判断下列过程的熵变?S是正值还是负值(填+、-号):

(1)少量食盐溶于水中+;(2)活性炭表面吸附氧气-;(3) C(s)+1/2O2(g)→CO(g) +。

4. 渗透现象所必备的条件是(1) 半透膜;(2) 膜两边存在浓度差。

5. 某气相反应:2A (g) + B (g) → C (g)为基元反应,实验测得当A、B的起始浓度分别为0.010 mol·L-1和0.0010mol·L-1

时,反应速率为 5.0 ×10-9mol·L-1·s-1,则该反应的速率方程式为,反应速率系数k=

6. 物理量热量Q、温度T、体积H、压力G、功W、熵S其中不属状态函数的有Q、W。

7. 用0.20mol/LNaOH溶液滴定0.l0mol/L酒石酸溶液时,在滴定曲线上,可以出现??????????个突跃范围。(酒石

酸的pKa1=3.04,pKa2=4.37)

8. 常量滴定管的体积误差为±0.1 mL,在滴定分析中至少应消耗20mL滴定剂才符合滴定误差不大于0.1%

的要求。

(以下每空2分)

9. (已知H2CO3的K a1= 4.2 ×10-7,K a2= 5.6 ×10-11)以酚酞为指示剂用0.10 mol?L-1HCl溶液滴定0.10

mol?L-1Na2CO3溶液,滴定终点的pH 为8.31;在滴定某Na2CO3试样的实验中消耗23.87 mL HCl,若T(Na2CO3/HCl) = 0.01238 g?mL-1,则试样中含Na2CO30.2955g,该HCl标准溶液的浓度c = 0.1168 mol?L-1 (Na2CO3的相对分子质量M r = 106.0)。

10. 25℃时,反应CaSO4 + CO32-→CaCO3 + SO42-的标准平衡常数K = 1.43?104;该反应的?r G m =

-23.7kJ?mol-1。(已知K sp(CaCO3) = 4.96 × 10-9,K sp(CaSO4) = 7.10 × 10-5)

11. 测得某铁矿中铁的百分含量为:33.64、33.83、33.40、33.50。经计算该测定的相对平均偏差r d为0.42%,

标准偏差s为0.19,变异系数CV为0.57%。

12. Na2CO3水溶液的质子平衡式为:c(H+)+c(HCO3-)+2 c(H2CO3)=c(OH-)。

13. 某混合碱先用HCl滴定至酚酞变色,耗去V l mL,继以甲基橙为指示剂,耗去V2 mL。已知V1

+ Na2C O3??。

四、简答题(10分)

1. 以下说法是否恰当?为什么?(6分)

(1) 放热反应均是自发反应;

(2) ?S小于零的反应均不能自发进行;

(3) 冰在室温下自动融化为水是熵增起了重要作用的结果。

解:(1)不恰当。△G=△H+T △S, △H<0只是一方面,还有T △S的影响,只有△G<0才能自发。

(2)不恰当。△G=△H+T △S, △S<0只是一方面,还有△H的影响,只有△G>0才不能自发。

(3)恰当。△G=△H+T △S, 冰融化,△H>0,只有△G<0才能自发,说明T一定的情况下△S起了重要的作用。

2. 在下表变化方向栏内用箭头指示变化方向:(4分)

序号可逆反应H

?操作变化方向

(1) 2SO

2(g) + O

2

(g)2SO

3

(g) <0 加热 ( 逆 )

(2) C(s) + H

2O(g)CO(g) + H

2

(g) >0 冷却 ( 逆 )

(3) NH

4Cl(s)NH

3

(g) + HCl(g) >0 加压 ( 逆 )

(4) N

2O

4

(g) 2NO

2

(g) <0 减压 ( 正 )

五、计算题(28分)

1. (7分)密闭容器中反应2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)在1500K条件下达到平衡。如始态p(NO)=150kPa,p(O2)=450kPa,p(NO2)=0;平衡时p(NO2)=25kPa。试计算平衡时p(NO),p(O2)的分压及平衡常数Kθ。

2. (7分) 298.15 K 时,分解反应:

Ag 2CO 3 (s) Ag 2O (s) + CO 2 (g)

已知 ?f G m /kJ ?mol -1 -437.2 -10.8 -394.4

求: (1) 反应的K (298.15K);

(2) 室温时,若空气中含0.030% (体积分数)的CO 2, 用计算说明放置空气中的 Ag 2CO 3能否自动分解? 解:(1) ?r G m = [-394.4 -10.8 + 437.2] = 32.0 kJ ?mol -1 (2分)

ln K = -?r G m /RT = -32.0?103/[8.314?298]= -12.9 K =2.50?10-6 (2分)

(2) Q = p (CO 2)/p = 0.030%?101.3kPa/100kPa = 3.0 ?10-4 > K =2.50?10-6

此时反应逆向进行,Ag 2CO 3 (s)不会分解。 (3分)

3. (7分) 某缓冲溶液100mL ,HA 的浓度为0.25mol/L (pKa=5.3),于此溶液中加入0.2g 的NaOH (忽略体积变化)

后,pH=5.6,问该缓冲溶液原来的pH 值是多少?

4. (7分)水杨酸(邻羟基苯甲酸)C 7H 4O 7H 2为二元弱酸,有时可用它作止痛药替代阿司匹林,但它有较强的酸性,易引起胃出血。计算浓度为0.065 mol ?L -1 的C 7H 4O 7H 2溶液的pH 值和平衡时溶液中各种型体的浓度(已知25℃时,K a1 = 1.06?10-3,K a2 = 3.6?10-14)。

解:K a1>> K a2,可或略二级解离视作一元弱酸。

c a ?K a = 0.065?1.06?10-3 > 20K W ,c a /K a < 500,可或略水的解离。

C 7H 4O 7H 2 = C 7H 4O 7H - + H +

0.065 - x x x x x -=?-065.01006.12

3

x 2 + 1.06?10-3x -6.89?10-5 = 0 x = 7.8?10-3 (3分)

c (H +) = c (C 7H 4O 7H -) = 7.8?10-3 mol ?L -1 (1分)

c (C 7H 4O 7H 2) = 0.065 - x = [0.065 -7.8?10-3 ]mol ?L -1 = 0.057 mol ?L -1 (1分)

c (C 7H 4O 72-) = K a2 = 3.6?10-14 mol ?L -1 (1分)

c (OH -) = K W / c (H +) = [1.00?10-14/7.8?10-3 ]mol ?L -1= 1.3?10-12 mol ?L -1 (1分)

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