大学 无机化学 第一章 溶液

《无机化学》习题解答第一章 溶液和胶体1. 求0.01㎏NaOH 、0.10㎏(2Ca 2+)、0.10㎏(21Na 2CO 3)的物质的量。

解：M （NaOH ）= 40g·mol -1 M （2Ca 2+）= 80g·mol -1 M （21Na 2CO 3）= 53g·mol -1 它们的物质的量分别为()(NaOH)0.011000(NaOH) 0.25mol (NaOH)40m n M ⨯===()2+2+2+(2Ca )0.101000(2Ca ) 1.25mol (2Ca )80m n M ⨯=== ()2323231( Na CO )10.1010002( Na CO ) 1.89mol 1253( Na CO )2m n M ⨯===2. 将质量均为5.0g 的NaOH 和CaCl 2分别溶于水，配成500mL 溶液，试求两溶液的ρ(NaOH)、c (NaOH)、ρ(21CaCl 2)和c (21CaCl 2)。

解：M （NaOH ）= 40g·mol -1 M （21CaCl 2）= 55.5g·mol -1()-1(NaOH) 5.0(NaOH)10.0g L 0.5m V ρ===⋅()-1(NaOH)10.0(NaOH)0.25mol L (NaOH)40c M ρ===⋅ ()2-121(CaCl )1 5.02(CaCl )10.0g L 20.5m V ρ===⋅ ()2-1221(CaCl )110.02(CaCl )0.18mol L 1255.5(CaCl )2c M ρ===⋅3. 溶液中KI 与KMnO 4反应，假如最终有0.508gI 2析出，以(KI +51KMnO 4)为基本单元，所消耗的反应物的物质的量是多少？解：题中的反应方程式为10KI + 2KMnO 4 +8H 2SO 4 = 5I 2 + 2MnSO 4 + 6K 2SO 4 + 8H 2O将上述反应方程式按题意变换为KI +51KMnO 4 +54H 2SO 4 =21I 2 +51MnSO 4 +53K 2SO 4 +54H 2O1mol 21moln （KI +51KMnO 4）mol 0.508254mol则所消耗的反应物的物质的量为n （KI +51KMnO 4）= 2×0.508254= 0.004（mol ）4. 静脉注射用KCl 溶液的极限质量浓度为2.7g·L -1，如果在250 mL 葡萄糖溶液中加入1安瓿(10 mL)100 g·L -1KCl 溶液，所得混合溶液中KCl 的质量浓度是否超过了极限值?解：混合溶液中KCl 的质量浓度()-1(KCl)1000.010(KCl) 3.85g L 0.2500.010m V ρ⨯===⋅+ 所得混合溶液中KCl 的质量浓度超过了极限值。

示溶解度。
（IUPAC建议用饱和溶液的浓度cb表示溶解度Sb，
单位为mol⋅dm-3）。
相似相容规则 (Like Dissolves Like)
一种溶质在某种溶剂中的溶解度是否有办法 来预测？
到目前为止还没有建立普遍的理论。只能凭 经验性的规则近似预测溶解度的相对大小。
常见的经验规则是相似相容规则: 溶质与溶剂分子间结构、分子极性相似则溶
气态溶液 空气
溶质为固体
根据溶质状态不同
液态溶液
椐溶质粒子大小 胶体溶液 d =1~100nm
粗分散系 d>100nm
第一节 溶解 dissolution
溶解过程是一种特殊的物理化学过程。
溶液形成的过程总伴随着能量变化、体积变化， 有时还有颜色变化。
奥斯瓦尔德把这类性质命名为“依数性”。
气体或容易挥发的液体可用理想气体方程 求摩尔质量。而难挥发的液体或固体可从其稀 溶液的依数性测定摩尔质量。
蒸气压 Vapor pressure
在一定温度下，当液体与其蒸气达到液、气两相 平衡时，液面上方的蒸气称为饱和蒸气，饱和蒸气所 产生的压强称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸 气压。
整个过程是放热还是吸热，体积是缩小还是增 大，受这两个因素制约。
饱和溶液与溶解度
saturated solution and solubility
溶解过程也是一个双向的动态平衡过程。 达到平衡时，与溶质固体共存的溶液叫饱和溶液。 在一定温度与压力下，一定量饱和溶液中溶质的含
量叫溶解度。 习惯上常用100g溶剂所能溶解溶质的最大克数表
比较
物质的量浓度 cB
cB
nB V (L)
单位: mol·L-1 , mmol·L-1

思考：0.4克氢氧化钠溶于水配成 100ml溶液，所得溶液的物质的 量浓度是多少？
质量摩尔浓度bB
溶质B的物质的量与溶剂的质量之比。
农 业 基 础 化 学
设某溶液由溶剂A和溶质B组成，则溶 质B的质量摩尔浓度为： 溶质 B 的物 质量摩尔浓 质的量mol － 1 度mol· Kg n
bB
B
溶剂A的质 ☆质量摩尔分数bB不受温度变化的影响 量Kg
农 业 基 础 化 学
• • • •
溶液的渗透压(Osmotic pressure)
渗透现象：
扩散现象 半透膜 渗透现象
农 业 基 础 化 学
在烧杯中装满清水， 不同的物质在接触时， 然后将一滴红墨水轻轻滴 彼此进入对方的现象，叫做 入清水中。开始时，红墨 水和清水间的界线分明， 扩散现象。也即由于粒子 但是它们逐渐就会混合均 （原子、分子或分子集团） 匀，变成一杯淡红色的水。
1~100
能穿过滤纸
<1
能穿过滤纸和半透膜
分散系的分类
分子、离子 分散系
胶体分散系 粗分散系
胶体溶液 高分子溶 低分子溶液 (分散质是 浊液（分散质是 液(分散质 （分散质是小分子） 是大分子) 分子的小 分子的大集合体） 集合体) 最稳定 农 业 基 础 化 学 很稳定 稳定 不稳定
电子显微镜不可见 超显微镜可观察其存在 一般显微镜可见
此式就是非电解质稀溶液的范特荷甫渗透 压公式－－溶液渗透压与溶液中溶质的浓度和 温度成正比，而与溶质的本性无关，故渗透压 也是溶液的依数性质。
＝CRT的重要意义
• 在一定温度下，溶液的渗透压与溶液的 浓度成正比， • 即与溶液中溶质的数目成正比，而与溶 质的本性无关 • 不论溶质微粒是小分子或大分子，只要 溶液中溶质粒子的数目相等，则渗透压 就相同

稀溶液中 nA>> nB
xB
=
nB nA + nB
nB nA
=
nB mA /MA
=
bB M A
△p＝ p* xB
由以上两式，得 Δp = p*AM AbB = kbB
p Kv bB
在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气 压下降与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的 种类和性质无关.
适用条件：难挥发 、非电解质的稀溶液。
第一章 溶液 (Solution)
主要内容
第一节 溶解过程 第二节 溶液的浓度（组成量度） 第三节 稀溶液的依数性
目的要求
1. 了解溶解过程及相似相容原理； 2. 熟悉溶液浓度（组成量度）的各种表达形式； 3. 熟悉稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点
降低概念及计算; 4. 掌握溶液渗透压的概念及其计算，熟悉渗透压
•电解质：p= i K bB 如： 对于NaCl: i=2；对于CaCl2: i=3 •K为比例系数,只与溶剂有关，与溶质无关. •当溶质为挥发性时，溶液的蒸气压等于溶剂 和溶质贡献之和。
例 已知293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa，将6.840g蔗糖
(C12H22O11)溶于100.0g水中，计算蔗糖溶液的蒸汽压.
常见溶剂的T 0b和Kb值
溶剂 Tb0 /
Kb
溶剂
℃ /(K·kg·mol-1)
水 100
0.512 四氯 化碳
Tb0 /
℃ 76.7
Kb
/(K·kg·mol-1)
5.03
乙酸 118
2.93 乙醚 34.7
2.02
苯 80
2.53 萘
218
5.80