《无机及分析化学原理和应用》习题

第1章 物质的聚集状态

1.1 在25℃时，若电视机用显象管的真空度为4.0×10-7 Pa，体积为2.0L，试求显象管中气体的分子数。

－

1.2 实验测得在310℃、101.3 kPa时，单质气态磷的密度是2.64 g·L1，求磷的化学式。 1.3 收集反应中放出的某种气体并进行分析，发现C和H的质量分数分别为0.80和0.20，并测得在0℃和101.3 kPa下，500mL此气体质量为0.6995g，试求：? 这个气态化合物的最简式；? 它的相对分子质量；? 它的分子式。

1.4 在一只200℃的1000L锅炉中有25.0 kg水蒸气，假定它是理想气体，计算它的压力。 1.5 在27℃和101.3 kPa下，某充满氮气的烧瓶重50.43g，同一烧瓶改充氢气后，称重为49.89g，求该烧瓶的体积？

1.6 人在呼吸时呼出气体的组成与吸入空气的组成不同。在36.8℃和101 kPa时，某典型呼出气体的体积分数是：N2 75.1%；O2 15.2%；CO2 3.8％；H2O 5.9％。试求：? 呼出气体的平均相对分子质量；? CO2的分压力。

1.7 A球的体积为2.0 L，B球为1.0 L，两球可通过活塞连通。开始时，A球充有101.3 kPa空气，B球全部抽空但盛有体积小到可被忽略的固体吸氧剂。当活塞打通，A球空气进入B球，氧被全部吸收。平衡后气体压力为60.80 kPa，求空气中氮和氧分子数目之比。

1.8 炼钢炉中加入1.0×104 kg含碳3％（质量分数）的生铁，通入空气后碳全部燃烧成CO和CO2，求：

? 其中1的碳燃烧为CO，4的碳燃烧为CO2，试计算需要多少mol的氧气？

55? 这些氧气在27℃和101.3 kPa下具有的体积是多少L? ? 空气中含氧气21％（体积），试计算所需要的空气的体积（在27℃、101.3 kPa下）。 1.9 在使用金属铝与苛性钠溶液反应制取氢气的实验中，293K时用排水集气法收集氢气。在水面上收集的气体体积为0.355L，压力为100.0kPa，求氢气的质量（该温度下，水的饱和蒸气压PH2O= 2.3 kPa）。 1.10 CHCl3在40℃时蒸气压为49.3 kPa，于此温度和98.6 kPa压力下，有4.00L空气缓缓通过CHCl3（即每个气泡都为CHCl3蒸气所饱和），求：

? 空气和CHCl3混合气体的体积是多少？ ? 被空气带走的CHCl3质量是多少？

－

1.11 100mL质量分数为30.0％的过氧化氢（H2O2）水溶液（密度1.11 g·mL1）在MnO2

催化剂的作用下，完全分解变成O2和H2O。问：

? 在18.0℃，102kPa下用排水集气法收集氧气（未经干燥时）的体积是多少？ ? 干燥后，体积又是多少？（在18.0℃，水的饱和蒸气压PH2O= 2.06kPa）。 1.12 在15℃和100kPa压力下，将3.45g Zn和过量酸作用，收集得1.20L氢气。求Zn中杂质的质量分数（假定这些杂质和酸不起作用）。

1.13 在20℃、99kPa时用排水集气法要收集1.5L氧气，至少要取多少g KClO（用MnO23

1

做催化剂）进行热分解（在20℃，水的饱和蒸气压PH2O= 2.3 kPa）？

1.14 现有K2HPO4溶液，体积为300mL，其中含有5.369g K2HPO4·3H2O，计算该溶液的物质的量浓度。

1.15 取1滴含铅离子25μg的铅盐溶液（约为0.05mL），当稀释至一升时，问该溶液的浓度为多少（用μg ·mL-1表示）？

1.16 在20℃，I2在水中的溶解度为0.0285g/100g H2O，求这种饱和溶液中I2的摩尔分数。 1.17 制备250g 、质量分数为 25.0％的硫酸溶液，需要用多少g浓硫酸（质量分数为98％）？

1.18 计算在60.0mL相对密度1.065、质量分数为58.0％的醋酸溶液中所含醋酸的克数。 1.19 现需1500g、质量分数为86%的酒精作溶剂。实验室存有质量分数为70％的回收酒精和质量分数为95％的酒精，应各取多少进行配制？

1.20 腐蚀印刷线路版常用质量分数为35％的FeCl3溶液，怎样用FeCl3·6H2O配制1.5kg这种溶液？这种溶液中FeCl3的摩尔分数是多少？

－

1.21 现拟制备一种质量分数为20％的氨水溶液，它的密度为0.925 g·mL1，问制备250L此溶液需要用多少体积的氨气（在标准状况下）？

－

1.22 计算0.01135 mol·L1 HCl溶液对CaO的滴定度。

第2章 化学分析、测量误差与数据处理

2.1 若将H2C2O4·2H2O基准物长期保存于保干器中，用来标定NaOH溶液的浓度时，结果是偏高还是偏低？分析纯的NaCl试剂若不作任何处理就用来标定AgNO3溶液的浓度，结果会偏高还是偏低？试解释之。

2.2 称取纯金属锌0.3250g，溶于HCl后，稀释到250mL容量瓶中，计算Zn2+溶液的物质的量浓度。

－

2.3 胃酸中盐酸的浓度近似为0.170 mol·L1。计算中和50.0 mL这种胃酸所需的下列抗酸剂的质量：

? NaHCO3；? Al(OH)3；? MgO。

－

2.4 用0.4000 mol·L1HCl和2.600g Na2CO3完全反应，问需要此HCl溶液多少mL？

－

2.5 将0.4238g的某一元酸样品溶解在水中，34.70mL 0.1000 mol·L1 NaOH溶液与此酸样品完全反应。求此酸的摩尔质量。

－

2.6 滴定0.1560g草酸的试样，用去0.1011 mol·L1NaOH 22.60mL，求草酸试样中H2C2O4·2H2O的质量分数。

2.7 分析不纯CaCO3（其中不含干扰物质）。称取试样0.3500g，加入浓度为0.2000 mol·L－1－

HCl溶液50.00mL，煮沸除去CO2，用浓度为0.2012 mol·L1的NaOH溶液返滴定过量的酸，消耗15.84mL，试计算试样中CaCO3的质量分数。

2.8 下列情况分别引起什么误差？如果是系统误差，应如何消除？ ? 砝码被腐蚀； ? 天平两臂不等长；

? 容量瓶和移液管不配套；

? 天平称量时最后一位读数估计不准；

2

? 以质量分数为0.99的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液。

2.9 有一铜矿试样，经两次测定，得知铜的质量分数为0.2487、0.2493，而铜的实际质量分数为0.2505。求分析结果的绝对误差和相对误差。

2.10 测定某样品中氮的质量分数，六次平行测定的结果是0.2048，0.2055，0.2058，0.2060，0.2053，0.2050。

? 计算这组数据的平均值、平均偏差、标准差和变异系数； ? 若此样品是标准样品，其中氮的质量分数为0.2045，计算以上测定结果的绝对误差和相对误差。

2.11 用某一方法测定矿样中锰含量的标准差S是0.0012，锰的质量分数的平均值为0.0956，设分析结果是根据四次、九次测得的，计算两种情况下的平均值的置信区间（95%置信度）。

－

2.12 标定HCl溶液时，得下列数据：0.1011，0.1010，0.1012，0.1016mol·L1。用Q检验法进行检验，第四个数据是否应该舍弃？设置信度为90%。

2.13 测定某一热交换器中水垢的P2O5和SiO2的质量分数如下（已校正系统误差）： ω(P2O5)：0.0844，0.0832，0.0845，0.0852，0.0869，0.0838 ω(SiO2)：0.0150，0.0151，0.0168，0.0120，0.0163，0.0172

根据Q检验对可疑数据决定取舍，然后求出平均值、标准差和置信度为90%时平均值的置信区间。

2.14 下列各数含有的有效数字是几位？ ? 0.0376； ? 1.2067； ? 0.2180； ? 6.022×1023； ? 4.80×10-10； ? 998； ? 1.000； ?1.0×103； ? pH=5.2时的[H+]。

2.15 应用有效数字计算规则计算下列各式。

0.0252?4.11?102?1.506?

56.22?103.08?102?21.22?0.0510? ?41.122?10? 124.165 + 8.2 – 1.4250 ? pH=2.03，求[H+]

2.16 有人用分光光度法测定某药物中主成分的含量，称取此药物0.0250g，最后计算其主成分的质量分数为0.9624，问此结果合理不合理？应如何表示？

第3章 化学反应的基本原理

3.1 判断下列热力学过程中，哪个的ΔrUm最大： （1）体系放出了50 kJ热，并对环境做了30 kJ功。 （2）体系吸收了50 kJ热，环境对体系做了30 kJ功。 （3）体系吸收了30 kJ热，并对环境做了50 kJ功。 （4）体系放出了30 kJ热，环境对体系做了50 kJ功。

3.2 已知乙醇在100kPa大气压力下正常沸点温度（351K）时的蒸发热为39.2kJ·mo1-1。

3

试估算1mol液态C2H5OH在该蒸发过程中的体积功w和ΔU。

3.3 2.00mol理想气体在350K和152kPa条件下，经恒压冷却至体积为35。0L此过程放出了1260J热量。试计算：（1）起始体积；（2）终态温度；（3）体系作功；（4）热力学能变化；（5）焓变。

θθ

3.4 根据书后附表中的ΔfHm数据，计算下列反应的ΔrHm。由计算结果说明为什么金属钠着火时不能用水或CO2灭火剂来扑救。

（1）4Na(s) + O2(g) → 2Na2O(s)

（2）2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g) （3）2Na(s) + CO2(g) → Na2O(s) + CO(g)

3.5 设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明298K时究竟是乙炔（C2H2）还是乙烯（C2H4）完全燃烧会放出更多热量？（以kJ·mo1-1表示）

3.6 已知298.15K时反应：

θ

3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g)；ΔrHm(1)=–92.22 kJ·mo1-1

θ

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)；ΔrHm(2)=–483.636kJ·mo1-1

θ

试计算下列反应的ΔrHm(3)： 4 NH3(g) +3 O2(g) → 2N2(g) + 6H2O(g)

θθ

3.7 利用ΔfHm数据计算下列反应的ΔrHm。 （1）C2H4(g) + O3(g) → CH3CHO(g) + O2(g) （2）O3(g) + NO(g) → NO2(g) + O2(g) （3）CO2(g) + H2(g) → CO(g) + H2O(g)

（4）3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(g)

θ

3.8试由下列数据计算N—H键能和H2N—NH2中N—N键能。已知NH3(g) 的ΔfHm＝

θ

－46kJ·mo1-1，H2N—NH2(g)的ΔfHm＝+95kJ·mo1-I，H—H的键能＝+436kJ·mo1-1，N≡N的键能＝+946kJ·mo1-1

3.9判断下列反应中，哪些是熵增加过程，并说明理由。 ① I2(s) → I2(g)； ② H2O(l) → H2(g) +

1O2(g)； 2③ 2CO(g)十O2(g) → 2CO2(g)；

3.10下列各热力学函数中，哪些数值是零?

θ

① ΔfHm (O3，g，298K)；

θ

② ΔfGm (I2，g，298K)；

θ

③ ΔfHm (Br2，s，298K)；

θ

④ Sm (H2，g，298K)；

θ

⑤ ΔfGm (N2，g，298K)；

3.11 已知反应： SO2(g) +

θ

1O2(g) = SO3(g) 2ΔfHm/ kJ·mo1-1 –296.8 –395.7 θ

Sm/ J·mo1-1·K-1 248.2 205.2 256.8

通过计算说明在1000K时，SO3、SO2、O2的分压分别为0.1、0.025、0.025Mpa时，正

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