大学化学习题与解答

答：不确切，缓冲溶液是指在一定范围内,溶液的pH不因稀释、浓缩或外 加少量酸（或碱）而发生明显改变的溶液。

2．选择题（将正确答案的标号填入空格内，正确答案可以不止一个）: （1） 通常加热可以使固体在液体中的溶解度增大是由于__①_。

① 固体在液体中溶解多为吸热过程， ② 固体在液体中溶解多为放热过程 ③ 固体的熵值增加 ④ 液体的熵值增加 正确答案为①。 （2） 要提高萃取分离的效率，可__③_____。 ① 多加萃取剂 ② 升高温度 ③ 多次萃取 ④ 降低温 正确答案为③。 （3） 在两只烧杯中分别装上纯水和饱和的糖水，并用钟罩将其罩住，将发现_②_③__。 ① 装有纯水的烧杯中的纯水逐渐增加 ② 装有纯水的烧杯中的纯水逐渐减少

③ 装有饱和糖水的烧杯中的水逐渐增加 ④ 装有饱和糖水的烧杯中的水逐渐减少 正确答案为②和③。

3．试用溶度积规则解释下列事实: （1） Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。

-2+-答：NH4Cl为强酸弱碱盐，显酸性，可中和部分OH ，[ Mg(OH)2 = Mg + 2OH]使Mg(OH)2

的离子积小于溶度积而溶解。 （2） ZnS能溶于盐酸和稀硫酸，而CuS却不能溶于盐酸和稀硫酸，但能溶于硝酸中。

c(S2?)?答：由式

——

液中c(H+)增加时，c(S2)c减小，在盐酸和稀硫酸溶液中的c（H+）足以使c (Zn2+)与c (S2) 的离子积小于ZnS的溶度积 （KspZnS = 1.6×10-24），而KspCuS = 6.3×10-37, 非氧化性酸不足

—

以使 c (Cu2+) 与c (S2)的离子积小于CuS的溶度积， 只有氧化性酸（HNO3等）可以将S2-—

氧化，而大大降低c (S2) ,使CuS溶解. （3） BaSO4不溶于稀盐酸中。

—

答：盐酸中的H+ 或Cl- 不能与BaSO4中解离出来的离子（Ba2+ 或 SO42）反应，即盐

—

酸不能降低溶液中c(Ba2+) 或c(SO42)，所以BaSO4不溶于稀盐酸。

4．填充题: （1） 热电厂废水排放造成热污染的原因是___热的废水使天然水体的温度 升高，溶解氧的浓度降低，厌氧菌和水藻增加，水体质量恶化___。 （2） 水中加乙二醇可以防冻的原因是水中溶解溶质后使水的凝固点降低。 （3） 氯化钙和五氧化二磷可用作干燥剂的原因是_在它们的表面所形成的 溶液的蒸气压显著下降，可不断地吸收水蒸气，使体系中的水分降低。 （4） 人体输液用的生理盐水及葡萄糖溶液的浓度不能随意改的原因是 _ 保证所输入的液体与人体血液的渗透压相近或相等__。

3

5．盐酸含HCl 37.0%(质量分数)，密度为1.19g/cm。计算: （1） 盐酸的物质的量浓度(c)。 （2） 盐酸的质量摩尔浓度(bB)。 （3） HCl和H2O的物质的量分数(x2 和x1)。

K1K2c(H2S)c2(H?)可知，c(S2 - )与溶液中c(H+)2有关，当溶

1000?1.19?37.0%

36.5解：(1)盐酸的分子量为36.5, c = = 12.06 mol·L-1

1000?37.0% (2) bB = 36.5?(1?37.0%) = 16.09 mol·kg-1

37.0%/36.5?0.22537.0%/36.5?(1?37.0%)/18 (3) x2 = ；x1 = 1-x2 =0.775

6． 由于食盐对草地有损伤，因此有人建议用化肥如硝酸铵或硫酸铵代替

食盐来融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g溶于1kg水中，问哪一种冰点下降的多？若各0.1mol溶于1kg水中，又问哪一种冰点下降的多？

（1） NaCl (2) NH4NO3 (3) (NH4)2SO4 答: 根据依数性定律，答案分别为（1）；（3） NaCl NH4NO3 (NH4)2SO4 100g物质含离子数（mol） 0.1mol 物质含离子数（mol） 100×2/58.5 100×2/80 0.2 0.2 100×3/132 0.3

7． 3.62g尼古丁溶于73.4g水中，其凝固点降低了0.563℃。求尼古丁的相对分子质量。

解：由公式

?t?Kf?bBM?可得 bB = 0.563/ 1.86 = 0.303 mol·kg

-1

尼古丁的分子量为

-1

8．树干内部树汁上升是渗透压所致.设树汁是浓度为0.20mol?L的溶液,在树汁的半透

-1

膜外部水中非电解质浓度为0.02mol?L.试估计在25℃时,树汁能够上升多高。

解：根据求渗透压公式Π=ΔcRT =(0.20-0.02)×8.314×298 =446kPa

≈48m

-1

9. 25℃时,0.1mol l甲胺（CH3NH2）溶液的解离为6.9%

+-CH3NH2(aq) + H2O(l) = CH3NH3(aq) + OH(aq)

试问:相同浓度的甲胺与氨水哪个碱性强? 解： 甲胺中 c(OH - )=c（CH3NH2）??= 0.1 × 6.9% = 0.0069 mol·L-1 0.1mol·l1氨水中

bb=1.74?10?0.1= 0.00133 mol L-1 c(OH - ) =

结论：相同浓度时，甲胺的碱性更强

-1

10．在1 L 0.1mol LHAc 溶液中,需加入多少克的NaAc·3H2O才能使溶液的pH 为5.5？（假设NaAc·3H2O的加入不改变HAc的体积）。

3.62?1000?162.873.4?0.303

KC?5Ka解：该系统为缓冲溶液 c（H+）=

cacs ；

10-5.5 = 1.74×10 -5

需加醋酸 0.55×136 = 74.8g

11．某一元弱碱（MOH）的相对分子量为125，在25℃时将1g此碱溶于0.1 L水中,

?Kb所得溶液的pH为11.0,求该弱碱的解离常数。

0.1cs ； cs = 0.055 mol?L-1。

解：为弱碱电离体系统，此弱碱的浓度

cb?1?1000?0.08mol?L?1125?100，

，

c(OH?)?10?14/10?11.0?Kbcb?Kb?0.08求出b1.25×10 -5。

12．Pb(NO3)2溶液与BaCl2溶液混合，设混合液中Pb(NO3)2的浓度为0.20mol?L-1，问

-4

(1) 在混合溶液中Cl- 的浓度等于5.0×10 mol?L-1 时，是否有沉淀生成? (2) 混合溶液中Cl-的浓度多大时，开始生成沉淀?

-2

(3) 混合溶液中Cl-的平衡浓度为6.0×10 mol?L-1时，残留于溶液中的Pb2+的浓度为多少?

解：（1）离子积c(Pb2+)c(Cl-1)2 = 0.2×(5.0×10-4)2 =5×10-8

（2）开始生成沉淀时 c（Cl） =

（3）残留的铅离子浓度

c（Pb2+）=

–

K?PbCl2=1.6×10-5

Kb/[Pb2?]–

=

1.6?10?5/0.2?8.9?10?3；

KPbCl2/ c (Cl)2 = 1.6×10-5/(6.0×10 –2 ) 2 = 4.44×10 - 3。

第六章 原子结构与周期系

习题与解答

1. 下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。

（1） 原子轨道是指原子核外电子出现概率最大的区域。

答：不正确。原子轨道是核外电子的一种可能的运动状态，不仅仅是指概率最大的区域。

（2）因为波函数有一定的物理意义，因此n、l、m三个量子数的取值有一定限制，只有满足一定关系的取值得到的函数才能描述电子的运动状态。 答：正确。

（3）因为p轨道是8字形的，所以处于该轨道的电子是沿着8字形的轨道运动。 答：错。电子运动没有固定轨迹，只有几率分布规律，8字型是p轨道的角度分布函数图。它只表示原子轨道在不同方向上的分布。例如

YPX的图形为

，它说明px轨道在x轴的方向分布有极大值。

（4）波函数角度分布图中的正负号，是代表所带电荷的正负。

答：错。角度分布图中的正负号的表示波函数角度部分的数值是正或负，它表示波函数在不同区域时，其性质有区别。

（5）因为第三周期只有8个元素，因此第三电子层最多可容纳8个电子。

答：不正确。第三周期只有8个元素，是因为电子填充3s23p6后就进入4s轨道（而不是进入3d轨道），其元素进入第四周期，当第四周期开始之后，电子即使开始进入3d轨道，其原子已经属于第四周期。例如21号元素钪（Sc）的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d 14s2，它位于周期表的第四周期，第ⅢB族。

（6）所谓镧系收缩是指，镧系元素的原子半径随着原子序数的递增而逐渐减小的现象。 答：不确切。镧系收缩是指镧系元素的原子半径随原子序数的递增而更缓慢减小的积累。 （7）由于屏蔽效应和钻穿效应等因素的影响，4s轨道的能级总是低于3d能级。 答：不正确。在某些原子中4s轨道的能量比与3d的高（例如46号元素Pd）。

（8）对于多电子原子中的电子，其轨道运动状态仍可用ψnlm（rθφ）描述，只是其波函数的具体形式不同，但其波函数的角度部分与氢原子是相同的。

答：正确。

（9）电子云密度大的地方，电子出现的概率也大。

答：不正确。虽概率与概率密度有关，（概率密度为单位体积的概率）但是二者的概念不同。例如，1s原子轨道距核越近，其电子云密度越大，而1s原子轨道的径向分布函数图在玻尔半径（52.9pm）处几率最大。

2．写出下列各题中缺少的量子数。

（1）n=?，l=2，m=0，mS=+1/2 （2）n=2，l=？，m=-1，mS=-1/2

（3）n=4，l=3，m=0，mS=？ （4）n=3，l=1，m=？，mS=+1/2 答：（1）n≥3， （2）l=1, （3）ms = +1/2 (-1/2)， （4）m=0, (+1, -1) 3．假设有下列各套量子数，指出哪几种不能存在。

（1）3，3，2，1/2 （2）3，1，-1，1/2 （3）2，2，2，2 （4）1，0，0，0 （5）2，-1，0，-1/2 （6）2，0，-2，1/2

答：仅（2）可以存在， 其它均不能存在。

4．在下列电子构型中，哪一种属于基态？哪一种属于激发态？哪一种纯属错误构型？ （1）1s22s22p7 （2） 1s22s22p63s23d1 （3） 1s22s22p63s23p1 （4） 1s22s22p53s1

答：（1）纯属错误构型； （2）和（4）为激发态； （3）为基态。

5．下列各元素原子的电子分布式写成下面形式，各自违背了什么原理，并写出改正的电子分布式（假设它们都处于基态）。

23

（1）硼（1s）（2s）

（2）氮（1s）2（2s）2（2pX）2（2py）1 （3）铍（1s）2（2p）2 答：（1）硼(ls)2(2s)3，违背保里不相容原理，应为(ls)2(2s)2(2p)1 （2）违背洪特规则，应为(ls)2(2s)2(2px)1(2py)1(2pz)1 （3）违背能量最低原理，应为(ls)2(2s)2

6．已知某元素在氪前，当此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的轨道内电子恰巧为半充满，试推断该元素的名称。

答：角量子数为2对应的是d轨道，半充满时有5个电子，该元素3价离子的核外电子排布式为[ 1s22s22p63s2 3p6 3d5 ]，可推断该元素是第26号元素 Fe [ 1s22s22p6 3s2 3p6 3d6 4s2 ]。

7．试讨论Se、Sb和Te三元素在下列性质方面的递变规律：

（1）金属性； （2）电负性； （3）原子半径； （4）第一电离能。

答：由元素在周期表中的相对位置可以推断：

（1）金属性Sb > Te > Se； （2）电负性Se > Te > Sb； （3）原子半径Sb > Te > Se； （4）第一电离能Se>Te>Sb。

8．设有元素A、B、C、D、E、G、L和M，试按下列所给予的条件，推断出它们的符号及在周期表中的位置（周期、族），并写出它们的外层电子构型。

（1）A、B、C为同一周期的金属元素，已知C有三个电子层，它们的原子半径在所属周期中为最大，且A > B > C；

答：1）有三个电子层，半径最大是第三周期的前三个元素，

A： Na，IA族,3s1； B：Mg, IIA族, 3s2； C： Al, IIIA族, 3s23p1；

（2）D、E为非金属元素，与氢化合生成HD和HE，在室温时D的单质为液态，E的单质为固体；

答：由题意分析，D和E为VIIA元素， D：室温液态为Br, 第三周期，VIIA族, 3s23p5； 而E室温固态是元素碘, 第四周期,VIIA族,4s24p5。 （3）G是所有元素中电负性最大的元素；

答：G：电负性最大是氟（F）, 第二周, VIIA族, 2s22p5。

（4）L单质在常温下是气态，性质很稳定，是除氢以外最轻的气体； 答：L：He, 第一周期, 零族, 1s2。

（5）M为金属元素，它有四个电子层，它的最高化合价与氯的最高化合价相同。 答： M：金属，第四周期，可显七价，只有锰（Mn）, VIIB族, 3d54s2。 9．填充下表 元素 甲 乙 丙

元素 外层电子构型 未成对电子数 周期 族 区 金属或非金属 外层电子构型 3d14s2 未成对电子数 3 周期 三 三 族 VIIA 区 金属或非金属