6．为什么在长江、珠江等河流的入海处都有三角洲的形成？
答 河水中含有泥沙胶粒，海水中含有NaCl等电解质。在长江、珠江等河流的入海处，河水与海水相遇，河水中的泥沙胶粒所带的电荷被海水中带相反电荷的离子所中和，胶粒之间的排斥作用减小，相互凝聚而沉积在入海处，长期积累就形成了三角洲。
7．为什么溶胶会产生Tyndall效应？解释其本质原因。
答 溶胶的胶粒直径介于1~100nm之间，小于可见光的波长，当可见光照射溶胶时，胶粒对光的散射作用而产生Tyndall效应。
8．将0.02 mol·L-1的KCl溶液12ml和0.05 mol·L-1的AgNO3溶液100ml混和以制备AgCl溶胶，试写出此溶胶胶团式。
解 n (KCl)=0.02 mol·L-1 ×0.012L=2.4×10-4 mol
n (AgNO3)=0.05 mol·L-1 ×0.100L=5.0×10-3 mol
由于AgNO3过量，AgCl溶胶的胶团式：
[(AgCl)m·n Ag+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-
9．将等体积的0.008 mol·L-1 KI 和0.01 mol·L-1 AgNO3 混合制成AgI 溶胶。现将MgSO4、K3[Fe(CN)6] 及AlCl3等三种电解质的同浓度等体积溶液分别滴加入上述溶胶后，试写出三种电解质对溶胶聚沉能力的大小顺序。若将等体积的0.01 mol·L-1 KI和0.008 mol·L-1 AgNO3混合制成AgI溶胶，试写出三种电解质对此溶胶聚沉能力的大小顺序。
解AgNO3溶液过量时胶粒带正电荷。电解质的阴离子起主要聚沉作用，聚沉能力的大小顺序为：
K3 [Fe (CN)6]>MgSO4 >A1C13
KI溶液过量时胶粒带负电荷。电解质的阳离子起主要聚沉作用，聚沉能力的大小顺序为：
AlCl3 >MgSO4 >K3 [Fe(CN)6]
10．为制备IgA负溶胶，应向25ml 0.016mol·L-1的KI溶液中最多加入多少毫升0.005 mol·L-1的AgNO3溶液？ 解 设制备AgI负溶胶，加入AgNO3溶液χ mL
25ml ×0.016 mol·L-1 >χmL ×0.005mol·L-1
解得x<80，因此加入AgNO3溶液的量应小于80mL。
11．有未知带何种电荷的溶胶A和B两种，A中只需加入少量的BaCl2或多的NaCl，就有同样的聚沉能力；B种加入少量的Na2SO4或多量的NaCl也有同样的聚沉能力，问A和B两种溶胶，原带有何种电荷？
解 根据Shulze-Hardy规则推断，对A溶胶产生聚沉作用是电解质中的Ba2+和Na+，对B溶胶产生聚沉作用是电解质中的SO42-和Cl，所以原A溶胶带负电荷，B溶胶带正电荷。
－
12．溶胶与高分子溶液具有稳定性的原因是哪些？用什么方法可以分别破坏它们的稳定性？
答 溶胶具有相对稳定性的原因是：（1）胶粒很小，Brown运动激烈，能反抗重力作用而不下沉；（2）带有相同电荷的胶粒相互接近，电荷之间的排斥作用使胶粒不易聚结；（3）胶团的吸附层和扩散层中的离子都是溶剂化的，胶粒的溶剂化层犹如一层弹性隔膜，阻碍胶粒碰撞时合并变大。
加热、辐射、加入与胶粒带相反电荷的溶胶或加入电解质等都可以破坏溶胶的相对稳定性，使溶胶发生聚沉。 高分子溶液具有稳定性的原因是由于分散相粒子带有电荷和分散相粒子的高度水化作用。其中，高分子的水化作用是使高分子溶液稳定的主要因素。加入大量的电解质或与水强烈作用的有机溶剂（如乙醇、甲醇、丙酮等）可以破坏高分子溶液的稳定性，使高分子化合物沉淀析出。
13.大分子溶液和小分子溶液有哪些相同点与不同点？
答 相同点：
大分子溶液和小分子溶液都是均相溶液，热力学稳定系统，能通过滤纸。 不同点：
小分子溶液微粒粒径<1nm能通过半透膜；而大分子溶液微粒粒径为1－100nm，
不能透过半透膜，扩散慢，随着温度降低，粘度变大。
14．蛋白质的电泳与溶液的pH值有什么关系？某蛋白质的等电点为6.5，如溶液的pH值为8.6时，该蛋白质大离子的电泳方向如何？
答 蛋白质粒子在外电场中是否发生电泳现象，取决于蛋白质的等电点和溶液的pH值，当溶液的pH值不等于某蛋白质的等电点时，蛋白质粒子就会电离而带电荷，在外加直流电场中即产生电泳现象；等电点为6.5的蛋白质在pH值为8.6的溶液中发
15．什么是凝胶？凝胶有哪些主要性质？产生胶凝作用的先决条件是什么？
答 高分子溶液在一定条件下，粘度逐渐变大，最后失去流动性，形成一种具有网状结构的半固态物质称为凝胶。
凝胶的主要性质有：（1）干的弹性凝胶放在合适的液体中会自动吸收液体而产生溶胀现象；（2）凝胶中，结合水的介电常数和蒸气压低于纯水，其凝固点和沸点也偏离正常值；（3）将弹性凝胶放置一段时间，一部分液体会自动从凝胶中分离出来，凝胶的体积逐渐缩小，产生脱液收缩或离浆。
产生胶凝作用的先决条件是必须具有不对称的链形高分子，能形成网状结构；其次要求高分子在溶液中要有足够的浓度，这样形成的网状结构才能把全部液体结合到网眼之中；另外，加入的胶凝剂的浓度必须适当，只使其局部去水化，而能形成网状结构。还要适当控制温度。
16．什么是表面活性剂？试从其结构特点说明它能降低溶剂表面张力的原因。
答 能使溶剂的表面张力显著降低的物质称为表面活性剂。表面活性剂分子含有亲水的极性基团和疏水的非极性基团。当溶于水中，亲水基团受水分子吸引，而疏水基团受水分子排斥而倾向于离开水相，进入非极性的空气或有机溶剂中。从而使两相表面上表面张力降低。
17．什么是临界胶束浓度？在临界胶束浓度前后表面活性物质有什么不同表现？
答 开始形成胶束时表面活性物质的最低浓度称为临界胶束浓度。在浓度接近临界胶束浓度的缔合胶体中，胶束有相近的缔合数并呈球形结构。当表面活性物质浓度不断增大时，由于胶束的大小或缔合数增多，不再保持球形结构而成为圆柱形乃至板层形。
18．乳状液有哪些类型？它们的含义是什么？
答 乳状液可分为―水包油‖（O/W）型和―油包水‖（W/O）型。W/O型是水分散在油中形成的乳状液；O/W型是油（泛指不溶于水的液态有机物）
分散在水中形成的乳状液。Exercises
??1[HCO3]24mmol?L?0.90pH= pKa1′?lg?6.10?lg?7.36 ?1[CO2(aq)]1.2mmol?LpH虽接近7.35，但由于血液中还有其他缓冲系的协同作用，不会引起酸中毒。
化学反应热及化学反应的方向和限度 首 页
难题解析 学生自测题 学生自测答案 章后习题解答 难题解析 [TOP]
例6-1摩尔理想气体从100℃，0.025m3分别经过以下过程膨胀到100℃，0.1m3，求各过程的体积功。（1）恒温可逆膨胀；（2）向真空的自由膨胀；（3）恒外压下膨胀到终态；（4）先恒外压膨胀到0.05m3，再恒外压下膨胀到终态。
解 （1）恒温可逆膨胀用微积分公式： W???V2V1pdV??nRTlnV21=-1×8.314×373×ln=-4299J
0.025V1（2) 向真空自由膨胀，外压为零，因此体积功W =0 （3）恒外压膨胀到终态，应先求算出终态的压力： p2?nRT1?8.314?(100?273.15)=31023.7Pa ?V20.1 W??p2(V2?V1)=-31023.7×(0.1-0.025)=2326.8J
(4) 总的体积功由两部分组成，一是由初态到中间态的体积功W1，二是由中间态到终态的体积功W2，先求出中间态的平衡压力p3。
p3?1?8.314?(100?273.15)=62047.3 Pa
0.05W=W1+W2=?p3(V3?V1)?p2(V2?V3)
=-62047.3×(0.05-0.025)- 31023.7×(0.1-0.05)= -1551.2-1551.2=-3102.4 J
通过本例题可知过程的不可逆程度越大，系统对外作的功越少。
例6-2标准状态下苯的沸点是353K，其摩尔汽化热Qp是34.75kJ/mol。若标准态下1mol液态苯向真空等温蒸发成苯蒸汽，并假设该蒸汽为理想气体，求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS和ΔG。
分析 向真空蒸发为不可逆过程，但由于ΔU、ΔH、ΔS和ΔG为状态函数的变化，只要始态和终态一致就和具体过程没有关系，因此可以设计一个等温可逆来求算。
解1mol液态苯等温等压（100kPa）可逆蒸发成苯蒸汽，有
ΔG=0
等压条件下的气化热即为焓变：
?H?n?Qp=1×30.75=30.75kJ
液苯在沸点下的汽化可以看作是可逆过程，因此气化热也是可逆热。
QrQp30.75?103?S????87.11J K-1
T沸T沸353根据热力学第一定律表达式 ?U?Q?W，此处Q为气化热，W为气化过程中的体积功。 标准状态下１摩尔液态苯的密度为0.88 g·mL-1，所以体积V液＝将苯蒸汽看作理想气体，标准状态下１摩尔气态苯的体积
V气＝
78=88.64mL 0.88nRT1?8.314?353?＝0.02934m3 p10000088.64=0.02925 m3≈Ｖ气
1000000气化过程中的体积变化 ?V?0.02934??U?Q?W=30750+p?V=30750-100000×0.02925=27825J
向真空膨胀p外=0，因此体积功
W=0，Q??U?W??U=27825J
由该题的计算可知一定量的固体或液体转变成气体时体积的变化基本可以不考虑原来凝聚态的体积大小，可近似用气体体积代入计算。
例6-3乙酰辅酶A的水解是细胞内一个重要的生化反应：
乙酰辅酶A(aq)+ H2O(l)=CH3COO-(aq) + H+(aq) + 辅酶A(aq)
?若该反应在25℃的?rGm??15.48kJ?mol-1
?（1）求该反应在25℃的?rGm。
θ?（2）当CH3COO、辅酶A和乙酰辅酶A的浓度均为10-2mol Kg-1，pH=6.5时分别用?rGm和?rGm来计算反
应的?rGm。
θ?解（1）?rGm=?rGm+RTln[H+]=-15.48+8.314×298.15ln10-7
-1=-15.48-39.93=-55.41kJ?mol
θ用?rGm计算反应的?rGm：
[CH3COO][H+][辅酶A]×θ×θθθccc ?rGm??rGm?RTln[乙酰辅酶A]cθ(10?2)2?10?6.5]?10?3=-64.0kJ =-15.48+8.314×298.15×ln[?210?（2）用?rGm计算反应的?rGm：
-1
[CH3COO][H+][辅酶A]×θ×θθ?ccc ?rGm??rGm?RTln[乙酰辅酶A]cθ(10?2)2?10?6.5/10?7=-55.43+8.314×298.15×ln[]?10?3=-64.0kJ ?210-1
θ?因此不论用?rGm还是?rGm来计算反应的?rGm结果都是一样的，与标准态的选择没有关系。
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一、判断题（对的打√，错的打×）
1．所有放热反应在298K和105Pa下自发的。 （ ） 2．化学反应的Qp和Qv都与反应的途经无关，因此它们也是状态函数。 （ ）
3．反应CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)的?rHm=178.5 kJ﹒mol-1，?rHm>0，又?rSm>0，故较高温度时，逆
反应为自发，而降低温度有利于反应自发进行。 （ ）
4．反应的结果如增加了气态物质的量，则该反应ΔS的必是正值。 （ ）
θθ?θ5．稳定单质的?fHm、?cHm、?fGm、Sm均为零。 （ ）
θθθ二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出） [TOP] 1．下列物理量中，不属于状态函数的是 ( )
A．U B．H C．S D．G E．Q
2．在一绝热箱中装有水，水中有一电阻丝，由蓄电池供电，通电后水及电阻丝的温度均略升高，今以水为系统，其余为环境，则（ ）
A．Q<0,W=0,ΔU<0 B．Q=0,W<0,ΔU>0 C．Q>0,W=0,ΔU>0 D．Q<0，W=0,ΔU<0 E． Q=0,W=0,ΔU=0
θ3．下列物质的?fHm不等于零的是（ ）
A．Cl2(l) B．Ne(g) C． Fe(s) D．C( 石墨) E．H2（g）
题解析 [TOP]
例1-1 市售过氧化氢（俗称双氧水）含量为30%，密度为1.11kg·L-1。计算该溶液的浓度、质量摩尔浓度和摩尔分数。
分析 市售过氧化氢含量为质量体积百分比30%，运用式(1.1)能把H2O2的质量(H2O2)转换为物质的量：n(H2O2) = m(H2O2)/ M(H2O2)，然后除以体积，即得浓度。
求算质量摩尔浓度，需用溶剂的质量做分母。这一步通过密度把溶液的体积转换为溶液质量可以求得，方法是：溶液质量=溶液体积×密度；m(H2O)=溶液质量- m(H2O2)。
m(H2O2)/M(H2O2)30g/34g?mol?11000mL??V100mL1L= 8.8 mol·解 c(H2O2) = L-1
1.11g密度=1.11kg·L-1=1mL
??1.11g?1kg??30g/34g?mol?1???100mL??30g???1mL1000g????=11mol· b(H2O2)kg-1
??30g/34g?mol?1?1?1?130g/34g?mol?(100ml?1.11g?mL?30g)/18g?molx(H2O2) = = 0.16
例1-2 有3.18g铜粉，先让它全部氧化成氧化铜，再用6.00 mol·L-1的硫酸转化为硫酸铜。试计算反应中消耗
了多少摩尔氧气，需要硫酸多少毫升？
1分析 本题看似复杂，但各步反应中都涉及铜的转化，因此把握铜的物质的量是关键。第一步反应，Cu、2O2
和CuO的物质的量相等；第一步反应，CuO和H2SO4的物质的量相等。
1计算中注意，以2O2为基本单元的氧气的物质的量是以O2为基本单元的氧气的物质的量的一半。硫酸的体积
通过硫酸的浓度和硫酸的物质的量来换算。
解 根据化学反应式
1Cu + 2O2 = CuO
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
以及
M(CuO) = 63.6 g·mol-1
有
3.18g?163.6g?moln(Cu) = =0.050 0 mol
1n(2O2) = n(Cu) = 0.050 0 mol
消耗氧气
n(O2) = 0.025 0 mol 需要6.00 mol·L-1的硫酸的物质的量与铜的物质的量相等，因此需要硫酸的体积为
1L6.00 mol·L-1×V×1000mL = 0.050 0 mol
V = 8.33 mL
学生自测题 [TOP] 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题
一、判断题（对的打√，错的打×）
1.一切属于SI的单位都是我国的法定单位，反之亦然。 （ ） 2.0.5mol硫酸的质量是49.0 g 。 （ ） 3.―物质B的物质的量浓度‖可以简称为―物质B的浓度‖。 （ ） 4.若某稀溶液的密度近乎1 kg·L-1，其物质的量浓度和质量摩尔浓度可近似相等。（ ） 5.0.9%的NaCl溶液就是ρNaCl = 9 g·L-1的溶液。 （ ） 二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出）[TOP]
1.下列符号中表示质量的是 （ ）
A. M B. m C. W D. w E. ρ
2.下列符号中表示摩尔质量的是 （ ） A. C B. c C. M D. m E. b
3.下列不属于SI基本单位制的单位符号是 （ ） A. L B. mol C. kg
D. K E. s
4.下列属于SI基本单位的量的名称为 （ ） ①质量 ②体积 ③物质的量 ④速度
A. ①②③ B. ①③ C. ②④ D. ④ E. ①②③④
5.在下列溶液的各种组成标度中，不随温度变化而变化的是 （ ）
①质量摩尔浓度 ②物质的量浓度 ③摩尔分数 ④质量浓度 ⑤质量分数 A. ①②③ B. ①③ C. ②④
D. ①③⑤ E. ①②③④ 三、填空题 [TOP]
1.国际单位制由SI单位和 （1） 组成。其中SI单位又分为 （2） 和 （3） 。 2.质量摩尔浓度定义为物质B的 （4） 除以_（5）_的质量。其单位是 （6） 。 3.物质的量浓度定义为物质B的 （7）除以 （8） 的体积。如果某一溶液的组成标度用物质的量浓度c（L-1）Bmol·或质量浓度ρB（g·L-1）表示时，二者之间的换算式是 （9） ；若用物质的量浓度cB（mol·L-1）和质量分数ωB互相换算时要以（10）为桥梁。
四、问答题 [TOP]
1. 医学上常见的溶液的组成标度有哪些？它们是怎么定义的？ 2. 指出下列哪些单位属于SI单位，哪些不是。
频率单位Hz、时间单位h、能量单位J、体积单位L、质量单位μg、长度单位nm、温度单位℃、物质的量单位mmol、重力单位N。
五、计算题 [TOP]
1. 25℃时B物质（M=100.00g?mol -1）的饱和溶液8.00ml重10.00g，将其蒸干后得溶质2.00g。求：（1）该溶液的质量分数ωB；（2）该溶液的质量浓度?B（g?L-1）；3）该溶液的质量摩尔浓度bB（mol ?kg-1）；（4）该溶液的物质的量浓度cB（mol ?L-1）。
将2.50g的结晶草酸（H2C2O4·2H2O）溶于95.0g水中，试计算草酸的质量摩尔浓度b(H2C2O4)、摩尔分数x(H2C2O4)和质量分数
2. 1.000L硫酸铝钾溶液含118.6 mg的12-水合硫酸铝钾样品， KAl(SO4)2·12H2O。计算： (1) KAl(SO4)2的物质的量浓度；. (2) SO42-的物质的量浓度；
(3) KAl(SO4)2的质量摩尔浓度，假定溶液的密度是 l.00 kg·L-1。
学生自测答案 [TOP]
一 判断题
1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.√
二、选择题
1.B 2.C 3.A 4.B 5.D 三、填空题
1.（1）SI的倍数单位 （2）SI基本单位 （3）SI导出单位 2.（4）物质的量 （5）溶剂 （6）mol·kg-1 3.（7）物质的量 （8）溶液 （9）cB ·MB = ρB 或 cB = ρB / MB （10）密度（ρ） 四、问答题
1. 物质的量浓度、质量摩尔浓度、质量浓度、摩尔分数、质量分数和体积分数。 物质的量浓度的定义：溶质的物质的量除以溶液的体积 质量摩尔浓度的定义：溶质的物质的量除以溶剂的质量 质量浓度的定义：溶质的质量除以溶液的体积
摩尔分数的定义：溶质的物质的量除以溶液的物质的量 质量分数的定义：溶质的质量除以溶液的质量 体积分数的定义：溶质的体积除以溶液的体积
2. SI单位：Hz 、J、μg、nm、℃、mmol、N；非SI单位：h、L。 3. 相同点：两者的质量均为14.007g；
1 不同点：两者的概念不同，前者的基本单元是N，而后者的基本单元是2N2。
4. C3H8O3 五、计算题 1.解
?B??B?2.00g?0.210.00g
2.00g ?250g? L-1-3-1(8.00mL?10L?mL)
2.00g/ 100.00g?mol-1bB??2mol ?kg10.00g?10-3kg?g-1) 2.00g/ 100.00g?mol-1cB??2.5mol ?L?3-1(8.00mL?1095.0L?mL
2. 解
c(KAl(SO4)2)?(1)
0.1186g?4-1?2.500?10mol?L(258.2?12?18.01)g?mol?1?1.000L
?4-1?4-1c(SO)?2.500?10mol?L?2?5.000?10mol?L4(2)
2?b(KAl(SO4)2)?(3)
0.1186g474.3g?mol?1?(1.000L?1.00kg?L-1?0.1186?10?3kg)
?4-1?2.50?10mol?kg
章后习题答案 [TOP]
习题
1. 为什么说化学是一门中心科学？试举几例说明化学和医学的关系。
解 因为现代化学几乎与所有的科学和工程技术相关联，起着桥梁和纽带作用；这些科学和技术促进了化学学科的蓬勃发展，化学又反过来带动了科学和技术的进展，而且很多科技进步以化学层面的变革为突破口。因此，化学是一门中学科学。化学和医学的关系极为密切，无论是制药、生物材料、医学材料、医学检验，还是营养、卫生、疾病和环境保护，乃致对疾病、健康、器官组织结构和生命规律的认识，都离不开化学。
2. SI单位制由哪几部分组成？请给出5个SI倍数单位的例子。
解 国际单位制由SI单位和SI单位的倍数单位组成。其中SI单位分为SI基本单位和SI导出单位两大部分。SI单位的倍数单位由SI词头加SI单位构成。例如mg、nm、ps、μmol、kJ等等。
3. 下列数据，各包括几位有效数字？
(1) 2.0321 g (2) 0.0215 L (3) pKHIn＝6.30 (4) 0.01﹪ (5) 1.0×10-5 mol 解 (1) 5位，(2) 3位，(3) 2位，(4)1位，(5)2位。
4. 某物理量的真实值T = 0.1024，实验测定值X = 0.1023，测定值的相对误差RE是多少？运用公式X?TRE?T，以百分率表示。
解
RE?0.1023?0.1024?0.0001???0.001??0.1%0.10240.1024
5. 关于渗透压力的Van′t Hoff 公式写作Π?cRT，式中，c是物质的量浓度，R是摩尔气体常数，T是绝对温度。通过量纲分析证明渗透压力Π的单位是kPa。
解
Π?cRT?{c}?[c]?{R}?[R]?{T}?[T]?({c}?{R}?{T})?([c]?[R]?[T]) ?({c}?{R}?{T}) mol?L-1?J?K?1?mol?1?K?({c}?{R}?{T}) J?L?1 ?({c}?{R}?{T}) N?m?dm?3?({c}?{R}?{T})?103 N?m?2?({c}?{R}?{T}) kPa 式中，花括号代表量
的值，方括号代表量的单位。
6. 地球水资源是被关注的热点。有国外资料给出水资源的分布：
水资源 海洋 ,冰盖，冰川 地下水 淡水湖
水资源体积/mi3 317 000 000 7 000 000 2 000 000 30 000
占水资源总量百分比/%
97.23 2.15 0.61 0.0092
已知1 mile = 1.609 344 km，把表中数据换算成SI单位数据并计算水资源的总体积。 解 1 mi3 = 1.609 3443 km3 = 4.168 182 km3，所以水资源的总体积
V = (317 000 000 + 7 000 000 + 2 000 000 + 30 000) × 4.168 182 km3 = 1.3590 ×109 km3
117. 求0.010 kg NaOH、0.100 kg (2Ca2+)、0.100 kg (2Na2CO3) 的物质的量。
解
n(NaOH) ? 0.010 kg1000 g ? ? 0.25 mol-1(23.0?16.0?1.00) g?mol1 kg
10.100 kg1000 gn(Ca2?) ? ? ? 4.99 mol121 kg-1?40.08 g?mol210.100 kg1000 gn(Na2CO3) ? ? ? 1.89 mol121 kg-1?(2?22.99?12.01?3?16.00) g?mol2
8. 20 ℃，将350 g ZnCl2溶于650 g水中，溶液的体积为739.5 mL，求此溶液的物质的量浓度和质量摩尔浓度。
解
n(ZnCl2) ? 350 g ? 2.57 mol(65.39?2 ? 35.45) g?mol-1
2.57 mol1000 mL ? ? 3.48 mol?L-1739.5 mL1 L2.57 mol1000 gb(ZnCl2) ? ? ? 3.95 mol?kg-1650g1 kg c(ZnCl2) ? 9. 每100 mL血浆含K+和Cl- 分别为20 mg和366 mg，试计算它们的物质的量浓度，单位用mmol·L-1表示。
解
20 ?10-3 g1000 mL1000 mmolc(K) ? ? ? ? 5.1 mmol?L-1-139.1 g?mol100 L?1 L1 mol
?366 ?10-3 g1000 mL1000 mmolc(Cl) ? ? ? ? 103 mmol?L-1-135.45 g?mol100 L?1 L1 mol
-10. 如何用含结晶水的葡萄糖(C6H12O6·H2O)配制质量浓度为50.0 g·L-1的葡萄糖溶液500 mL？设溶液密度为1.00
kg·L-1，该溶液的物质的量浓度和葡萄糖C6H12O6的摩尔分数是多少？
解 设称取含结晶水的葡萄糖(C6H12O6·H2O)的质量为m,
(6?12.0?12?1.01?6?16.0) g (6?12.0?12?1.01?6?16.0?2?1.01?16.0) g1 ? ? 50.0 g?L-10.500 Lm?27.5 g?(C6H12O6?H2O) ? m ?11. 某患者需补充Na+ 5.0 g，如用生理盐水补充{ρ(NaCl) = 9.0 g·L-1}，应需多少？
V(NaCl) ? 5.0 g ?50.0 g?L-1c(C6H12O6) ? ? 0.278 mol?L-1-1(6?12.0?12?1.01?6?16.0) g?mol0.278 molx(C6H12O6) ? ? 0.005260.28 mol ?(1000-50) g/[(2?1.01?16.0) g?mol-1
(23.0?35.5) g1 ? ? 1.4 L23.0 g9.0 g?L-1
解
112. 溶液中KI与KMnO4反应，假如最终有0.508 g I2析出，以(KI+5KMnO4)为基本单元，所消耗的反应物的
物质的量是多少？
解 ∵ 10KI + 2KMnO4 + 8H+ = 12K+ + 2MnO2 + 5I2 + 4H2O
[（SiO2）m·nSiO32-·2（n－x）H+] 2x·2xH+
－
胶核表面的SiO32-离子和部分H+离子组成带负电荷的吸附层，剩余的H+离子组成扩散层，由带负电荷的吸附层和带正电荷的H+离子组成的扩散层构成电性相反的扩散双电层。胶粒带负电荷。
例5-3 什么是表面活性剂？试从其结构特点说明它能降低溶液表面张力的原因。
解 在水中加入某些溶质可使水的表面张力降低，这种使水的表面张力降低的物质叫做表面活性物质（表面活性剂）。这种物质大都有一个亲水基团（－Ｏ）和一个疏水基团（－R）组成，且疏水基团大于亲水基团。当溶于水溶液中时，由于表面活性剂的两亲性，它就有集中在溶液表面的倾向（或集中在不相混溶两种液体的界面，或集中在液体和固体的接触面），从而降低了表面张力。
例5-4 将适量的高分子电解质（NaP）溶液和小分子电解质溶液分别放于半透膜的两侧，初始浓度如下图所示：
膜内 P 0.10mol·L+ －膜外 Na+ 0.10mol·L+ Na+ 0.50mol·L-1 Cl 0.50mol·L-1 －计算达到Donnan平衡后各离子在膜两则的浓度。
析 在半透膜的两侧，大离子P不能透过半透膜，小离子可以任意进出半透膜，达平衡时，依据Donnan膜平衡原理可进行计算。
解 设平衡时半透膜内侧Cl的浓度为χ mol·L-1，则平衡时各物质的浓度为：
－
－
c（Cl）内= χ mol·L-1
－
c（Na+）内=0.10mol·L1+ χ mol·L-1
－
c（Na+）外= c（Cl）外=0.50mol·L1－χ mol·L-1
－
－
c（P）内=0.10 mol·L-1
－
达到Donnan平衡时存在如下关系：
c（Na+）内·c（Cl）内 = c（Na+）外·c（Cl）外
－
－
将数据代入得：
χ·（0.10+χ）=（0.50－χ）（0.50－χ）
解得 χ =0.23
所以达到Donnan平衡后，半透膜两侧离子的浓度分别为：
c（P）内= 0.10 mol·L-1
－
c（Na+）内=0.10mol·L1+ 0.23 mol·L-1=0.33 mol·L-1
－
c（Cl）内= χ mol·L-1=0.23 mol·L-1
－
c（Na+）外= 0.50 mol·L1－χ mol·L-1=0.27 mol·L-1
－
c（Cl）外=0.50 mol·L-1－χ mol·L-1=0.27 mol·L-1
－
学生自测题 [TOP] 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题
一、判断题（对的打√，错的打×）
1.溶胶都能产生电泳现象。 （ ） 2.胶体分散系是非均相分散系。 （ ） 3.向溶胶中加入高分子溶液时，溶胶的稳定性增加。 （ ） 4.分散系中，被分散的物质称为分散相，容纳分散相的连续介质为称为分散介质。（ ） 5.当胶粒移动时，胶团从吸附层和扩散层间分开。 （ ） 二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出） [TOP]
1.下面对溶胶的叙述正确的是 （ ）
A.溶胶是热力学不稳定体系，但具有动力学稳定性 B.溶胶具有动力学稳定性，并且是热力学不稳定体系 C.溶胶是热力学不稳定体系，且具有动力学不稳定性 D.溶胶是热力学稳定体系，同时又具有动力学稳定性 E.溶胶不具有相对稳定性
2.关于胶体和溶液的区别，下列叙述中正确的是 （ ）
A.溶液呈电中性，胶体带有电荷
B.溶液中的溶质微粒不带电，胶体中分散质微粒带有电荷
C.通电后，溶液中溶质微粒分别向两极移动，胶体中分散质微粒向某一极移动
D.溶液与胶体的本质区别在于分散质微粒直径大小，前者小于1nm，后者介于1nm～100nm。 E.溶液中的溶质微粒带电荷，胶体中分散质微粒不带电荷
3.混合AgNO3和KI溶液制备AgI负溶胶时，AgNO3和KI间的关系应是 （ ）
A.c (AgNO3) > c (KI) B.V (AgNO3) > V (KI) C.n (AgNO3) > n (KI) D.n (AgNO3) = n (KI) E.n (AgNO3) < n (KI)
4.溶胶的ζ 电位是（ ）之间的电位差
A.胶核与吸附层 B.胶核与扩散层 C.胶团与介质 D.吸附层与扩散层 E.电位离子与反离子
5. 下列分散系中Tyndall效应最强的是 （ ）
A.空气 B.蔗糖水溶液
C.高分子溶液 D.硫化砷溶胶 E.蒸馏水
三、填空题 [TOP]
1.硫化砷溶胶的胶团结构为[（As2S3）?n HS-?（n-x）H+]x-?x H+，电位离子是 （1） ，反离子是 （2） ，该溶胶属于 （3） ，分别加入电解质Na2CO3，BaCl2，Na3[Fe(CN)6]和[Co(NH3)6]Br3 ，均可使这种溶胶聚沉，对该硫化砷溶胶临界聚沉浓度最小的电解质是 （4） ，聚沉能力最大的电解质是 （5） 。
2. （6） 、 （7） 和 （8） 是溶胶基本的基本特性。 3.溶胶胶核的 （9） 或胶核表面的分子 （10） 可使胶粒带电。 四、问答题 [TOP]
1.什么是电渗？什么是电泳？ 2.举例说明电解质的聚沉作用。 五、计算题 [TOP]
1.在标准状况下，将半径为1.0×10-2m油珠分散到水中，使其成为直径为1.0×10-6m的小油珠，若油水间界面张力为37.0mN·m-1，问分散过程中最少要做多少功？
2.将 10.0mL 0.005 mol·L-1AgNO3溶液和10.0mL 0.002mol·L-1 KBr溶液混合制备AgBr溶胶。写出该溶胶的胶团结构，试问下述电解质中哪一种对该AgBr溶胶的聚沉能力最强。
（1）CaCl2；（2）NaSO4；（3）MgSO4 。
学生自测答案 [TOP]
—、判断题
1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 二、选择题
1.A 2.D 3.E 4.D 5.D 三、填空题
1.（1）HS- （2）H+ （3）负溶胶 （4）[Co(NH3)6]Br （5）[Co(NH3)6]Br3 2.（6）多相性 （7）高度分散性 （8）热力学不稳定性 3.（9）选择性吸附 （10）胶核表面分子的离解 四、问答题
1. 电泳：在外电场作用下，带电胶粒在介质中的定向运动称为电泳。
电渗：把溶胶充满多孔性隔膜，胶粒被吸附而固定。由于胶粒带电，介质必然带与胶粒相反电荷。在外电
场作用下，液体分散介质的定向移动，称为电渗。
2. 电解质对溶胶的聚沉作用主要是由于改变胶粒吸附层的结构。电解质加入后，把扩散层中更多的反离子斥
入吸附层，使胶粒的荷电数减少甚至消失，水合膜和扩散层随之变薄或消失，溶胶的稳定性下降，最终导致聚沉。溶胶受电解质的影响非常敏感，电解质对溶胶的聚沉能力主要决定于胶粒反离子的价数，对于给定的溶胶，电解质反离子的价数越高，临界聚沉浓度越小，聚沉能力越大；并且价数相同的离子聚沉能力也有所不同。例如，对带负电荷的As2S3胶粒，起聚沉作用的是阳离子，电解质KCl、MgCl2和AlCl3的临界聚沉浓度（mol·L-1）分别为49.5、0.7和0.093，其对As2S3的聚沉能力分别为1、70.7和532，即一价的K+聚沉能力最小，三价的Al3+聚沉能力最大。
五、计算题
1. 解 分散前后水滴的总表面积分别为A1、A2，因而：
A1 = 4πr12 A2 = N × (4πr22)
其中，N为分散后半径为r2的小水滴的数目。 因为分散前后水的总体积相等：
434?r1?N??r23 33?r1N = ??r?2且 r1 = 1.0×10-2m
r2 = 1.0×10-6m 分散过程中所做的功为：
??? ?3??r?3??222?r11?????(4?r)?4?r?4?r??1W′ = σ (A2－A1) = σ??211?r??r? ???2???2???1.00?10?2m?= 4×3.14×(1.00×10m)×0.037N·m×??1.00?10?6m?1??
??-2
2
-1
= 0.464J
2. 解 n (Ag+) = 0.005mol·L-1×10.0mL = 0.05 mmol
n (Br) = 0.002mol·L-1×10.0mL = 0.02 mmol
－
由于 n (Ag+) >n (Br)，AgNO3溶液过量，胶核(AgBr)m优先吸附Ag+形成带正电荷的胶粒。胶团的结构为：
－
[(AgCl)m·nAg+·(n-x)NO3]x+·x NO3-
－
因此，电解质中的负离子对胶粒的聚沉起主要作用，并且价数越高的负离子聚沉能力越强，所以NaSO4及MgSO4
的聚成能力大于CaCl2；此外，具有相同负离子的电解质，正粒子的价数越高对正胶粒的聚沉能力越弱，所以NaSO4的聚沉能力大于MgSO4，故上述电解质聚沉能力次序为：
MgSO4＞NaSO4＞CaCl2
章后习题解答 [TOP]
习题
1．汞蒸气易引起中毒，若将液态汞（1）盛入烧杯中；（2）盛于烧杯中，其上覆盖一层水；（3）散落成直径为2×10-4cm的汞滴，问哪一种引起的危害性最大 ？为什么？
解 第（3）种情况引起汞中毒的危险性最大。这是因为液态汞分散成微小汞液滴后，比表面增大，处于表面上的高能量Hg原子的数目增加，更易挥发成汞蒸气，与人体各器官接触的机会激增，更易引起汞中毒。
2．20℃及100kPa的压下力,把半径为1.00mm的水滴分散成半径为1.00×10-3mm的小水滴。问需作多少焦尔的功？已知在20℃时水的?值为0.728 N·m-1.(1N=10-2J·cm-1)。
解 设分散前水滴半径r1=1.00mm，分散后水滴半径r2=1.00×10-3mm、水滴数目N。分散前后水滴的表面积分别为：
A1=4?r1， A2=N×(4πr22)
因为分散前后水的总体积相等：
434?r1?N??r23 33?r1N=??r?2所做的功为：
??? ?3??r?3??222?r11?????(4?r)?4?r?4?r??1W′ = σ(A2－A1) = σ??211?r??r? ???2???2???1.00?10?3m?= 4×3.14×(1.00×10m)×0.0728N·m×??1.00?10?6m?1??
??-3
2
-1
= 9.13×10-4J
3． 举例说明制备胶体的分散法和凝集法。
解 胶体的制备方法常见的有分散法和凝聚法。分散法是将颗粒大的物质分散成胶体分散系粒子大小而分散在介质中，例如，将SiO2粉末通过高速分散机分散在水中制成硅溶胶；凝聚法则是由物理凝聚或化学凝聚法，使颗粒很小的无机盐类生成胶体物质，如在0.4%的酒石酸溶液中滴加饱和H2S溶液即可制得橙红色的Sb2S3溶胶。
4．何谓表面能和表面张力？两者有何关系？
答 液体表层分子受力不均，合力指向液体内 ，液体表面有自动缩小的趋势。克服液相内部分子的引力增大表面而做的功以势能形式储存在表面分子，称为表面能；作用在单位长度表面上的力称为表面张力，两者为同一物理概念的不同表达。
5．为什么说溶胶是不稳定体系，而实际上又常能相对稳定存在？
答 溶胶中的胶粒较真溶液的微粒大，是非均相系统在重心引力作用下有聚结不稳定性；但由于胶粒带有电荷，相同电荷之间的排斥作用，使胶粒不易聚结。并且胶粒的溶剂化膜保护作用和布朗运动都使得溶胶能相对稳定存在。
c（NaC4H3N2O3）= 0.066 mol·L-1 +
1.1g= 0.12 mol·L-1
40g?mol-1?0.50L2.303?0.079mol?L-1?0.12mol?L-1β == 0.11 mol·L-1
(0.079?0.12)mol?L-1例4-4 用0.025 mol·L的H2C8H4O4(邻苯二甲酸)溶液和0.10 mol·L的NaOH溶液，配制pH为5.60的缓冲溶液100 mL，求所需H2C8H4O4溶液和NaOH溶液的体积比。
分析 NaOH与H2C8H4O4完全反应生成NaHC8H4O4，再与NaHC8H4O4部分反应生成Na2C8H4O4。
?解 缓冲系为HC8H4O?—C8H4O2,查表4-1，pKa2=5.41。设需H2C8H4O4溶液V1 mL，需NaOH溶液的总体积44-1
-1
为V2 mL，依题意第一步反应需NaOH溶液的体积亦为V1 mL。对于较复杂的平衡体系，可用列表法找出平衡时各物质的量。
⑴ H2C8H4O4(aq) + NaOH(aq) 起始量mmol + 0.025V1 +0.025V1
变化量mmol -0.025 V1 -0.025V1 +0.025V1 平衡量mmol 0 0 +0.025V1
⑵ HC8H4O?(aq) + NaOH(aq) 4起始量mmol +0.025V1 +(0.10V2-0.025V1)
变化量mmol -(0.10V2-0.025V1) -(0.10V2-0.025V1) +(0.10V2-0.025V1) 平衡量mmol [0.025V1- (0.10V2-0.025V1)] 0 (0.10V2-0.025V1) = (0.050V1-0.10V2)
2-(0.10V2?0.025V1)mmolpH = pKa2 + lgn(C8H4O4)= 5.41 + lg= 5.60
-(0.050V1?0.10V2)mmoln(HC8H4O4)(aq) + H2O(l) HC8H4O?4?(aq) + H2O(l) C8H4O24解得
V1?2.5 V2学生自测题 [TOP] 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题
一、判断题（对的打√，错的打×）
1. 缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱影响，保持溶液pH绝对不变的溶液。（ ）
2、在一定范围内稀释缓冲溶液后，由于[共轭碱]与[共轭酸]的比值不变，故缓冲溶液的pH和缓冲容量均不变。（ ）
3、可采用在某一元弱酸HB中，加入适量NaOH的方法来配制缓冲溶液。（ ） 4、总浓度越大，缓冲容量越大，缓冲溶液的缓冲能力越强。（ ）
5、正常人体血浆中，碳酸缓冲系的缓冲比为20：1，所以该缓冲系无缓冲作用。 （ ）
二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出） [TOP]
1、下列混合溶液中，具有缓冲作用的是 （ ）
A．50 mLc（KH2PO4）= 0.10 mol·L-1的溶液+50 mL c（NaOH）= 0.10 mol·L-1的溶液。 B．50 mL c（HAc）= 0.10 mol·L-1的溶液+25 mLc（NaOH）= 0.10 mol·L-1的溶液。 C．50 mL c（NH3）= 0.10 mol·L-1的溶液+25 mL c（HCl）= 0.20 mol·L-1的溶液。
D．500 mL c（NaHCO3）= 0.10 mol·L-1的溶液+5 mL CO2饱和水溶液（常温下CO2的摩尔溶解度为0.04
mol·L-1）。
E．l升纯水中加入c（HAC）= 0.01 mol·L-1和c（NaAc）= 0.01 mol·L-1的溶液各1滴。
2、由相同浓度的HB溶液与B- 溶液等体积混合组成的缓冲溶液，若B-的Kb=1.0×10-10，则此缓冲溶液的pH为（ ）
A．4.0 B．5.0 C．7.0 D. 10.0 E．14.0
3、用相同浓度的HCl溶液和NH3·H2O溶液（pKb＝4.76）配制pH = 9.24的缓冲溶液，HCl溶液和NH3·H2O溶液的体积比应为（ ）
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶1 E．1∶3 4、配制pH=9.30的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是（ ）
A．NaHCO3-Na2CO3（H2CO3的pKa2 = 10.33） B．HAc - NaAc（HAc的pKa = 4.756） C．NH4Cl – NH3·H2O（NH3·H2O的pKb = 4.75） D．Na2HPO4 – Na3PO4（H3PO4的pKa3 = 12.32） E．C2H5COOH–C2H5COONa（C2H5COOH的pKa= 4.87）
5、已知常温下H3PO4的pKa1=2.16，pKa2=7.21, pKa3=12.32。下列缓冲对中，最适合于配制pH为2.0的缓冲溶液的是（ ）
A. H3PO4 ?H2PO4 B.H2PO4?HPO4 C.HPO4?PO4? 2? D. H3PO4 ?PO3E. HPO ?HPO3444??2?2?3?
三、填空题 [TOP]
1、缓冲容量的影响因素中，缓冲比对缓冲容量的影响是：对同一缓冲溶液，当总浓度相同时，缓冲比越接近于 （1） ，缓冲容量越 （2） 。
2、NaHCO3和Na2CO3组成的缓冲溶液，抗酸成分是 （3） ，抗碱成分是（4） ，计算该缓冲溶液pH的公式为 （5） 。该缓冲系的有效缓冲范围是 （6） 。（已知：H2CO3的pKa1=6.35，pKa2=10.33）
3、影响缓冲容量的两个重要因素是（7） 和 （8） 。 四、问答题 [TOP]
?1、什么是缓冲溶液？ 试以血液中的H2CO3-HCO3缓冲系为例，说明缓冲作用的原理及其在医学上的重要意
义。
2、影响缓冲溶液的pH的因素有哪些？为什么说共轭酸的pKa是主要因素？
五、计算题 [TOP]
?1.临床检验得知患者甲、乙、丙三人血浆中HCO3和溶解态CO2(aq)的浓度如下： ?甲 [HCO3] = 24.0 mmol·L-1，[CO2(aq)] = 1.20 mmol·L-1 ?甲 [HCO3] = 21.6 mmol·L-1，[CO2(aq)] = 1.35 mmol·L-1 ?甲 [HCO3] = 56.0 mmol·L-1，[CO2(aq)] = 1.40 mmol·L-1
?1（H2CO3）=6.10，试分别计算三位患者血浆的pH。并判断谁为酸中毒，谁为碱中已知在血浆中校正后的pKa毒，谁为正常？
2．现有(1)0.10 mol·L-1 HCl溶液，(2)0.10 mol·L-1 HAc溶液，(3)0.10 mol·L-1 NaH2PO4 溶液各50 mL，欲配制pH = 7.00的溶液，问需分别加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液多少毫升？配成的三种溶液有无缓冲作用？哪一种缓冲能力最好？
学生自测答案 [TOP]
一、判断题
1. × 2.× 3. √ 4.× 5. × 二、选择题
1. B 2. A 3. B 4. C 5. A 三、填空题 1．（1）1；（2）大
2．（3）Na2CO3 （4）NaHCO3 （5） pH?pKa2?lg3. （7）总浓度 （8）缓冲比 四、简答题
1. 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持溶液pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。
?H2CO3 -HCO3 是血浆中最重要的缓冲系，二者之间存在如下质子转移平衡：
[Na2CO3] （6）pH = 9.33 ~ 11.33
[NaHCO3]H2CO3 + H2O
? + H3OHCO3+
?当体内酸性物质增加时，血液中大量存在的抗酸成分HCO3与H3O+结合，上述平衡向左移动，使[H3O+]不发生
明显地改变。同理，当体内碱性物质增加时，H3O+将质子传递给OH-，生成H2O，上述平衡向右移动，使大量存在的抗碱成分H2CO3离解，以补充被消耗的H3O+，达到新的平衡时，[H3O+]也不发生明显地改变。虽然其缓冲比为20∶1，已超出体外缓冲溶液有效缓冲比（即10∶1 ~ 1∶10 ）的范围 ，但碳酸缓冲系仍然是血液中的一个重要缓冲
?系。这是因为在体外的实验系统中，当缓冲作用发生后，因对抗H3O+或OH-而消耗了的HCO3或H2CO3的浓度得不
?到补充和调节，抗酸或抗碱成分会被耗尽。而体内是一个―敞开系统‖，当缓冲作用发生后，HCO3或H2CO3浓度的
?改变可由肺的呼吸作用和肾的生理功能获得补充和调节，使得血液中的HCO3和H2CO3的浓度保持相对稳定。 总
之，由于血液中多种缓冲系的缓冲作用和肺、肾的调节作用，使正常人血液的pH维持在7.35 ~ 7.45的狭小范围内。
2. 影响缓冲溶液的pH的因素有共轭酸的pKa和缓冲比，由于缓冲比处在对数项中，对pH值的影响较小，故不是主要因素，所以，共轭酸的pKa是决定缓冲溶液pH的主要因素。
五、计算题
1.解 患者甲血浆的pH为：
-[HCO3]24.0mmol?L?1?1?lgpH?pKa?6.10?lg?7.40 ?1[CO2(aq)]1.20mmol?L患者乙血浆的pH为：
21.6mmol?L?1pH?6.10?lg?7.30 ?11.35mmol?L患者丙血浆的pH为：
56.0mmol?L?1pH?6.10?lg?7.70
1.40mmol?L?1 血浆的正常pH为7.35~7.45，当pH＜7.35时属于酸中毒，当pH＞7.45时属于碱中毒。因此患者甲属于正常，患者乙属于酸中毒，患者丙属于碱中毒。
2.解 （1）当加入50 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液时，NaOH和HCl刚好完全反应生成0.050 mol·L-1 的NaCl溶液，pH=7.00，此时溶液无缓冲作用。
（2）设在HAc中需加入x L NaOH ，才能形成HAc – Ac-缓冲系，有
n(Ac-) pH?pKa?lgn(HAc)0.10mol?L?1?xL 7.00?4.756?lg?1?10.10mol?L?0.050L?0.10mol?L?xLx?0.0497(L)?49.7(mL)
此时，缓冲比为166，溶液的缓冲能力很小。
2?（3）依题意，选择H2PO?4-HPO4为缓冲对，需加入y L NaOH，则
-n(HPO24) 7.00?7.21?lgn(H2PO-4)0.10mol?L?1?yL 7.00?7.21?lg?1?10.10mol?L?0.050L?0.10mol?L?yLy = 0.0191(L) = 19.1（mL）
此时，缓冲比为0.62，溶液的缓冲能力较强。
章后习题解答 [TOP]
习题
?1. 什么是缓冲溶液？ 试以血液中的H2CO3-HCO3缓冲系为例，说明缓冲作用的原理及其在医学上的重要意义。
?答 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持其pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。血液中溶解的CO2与HCO3组成缓
?冲系。正常人体[HCO3]/[CO2(aq)]为20/1，pH=7.40。若pH<7.35，发生酸中毒，pH>7.45，发生碱中毒。当酸性
??代谢产物增加时，抗酸成分HCO3与H3O结合，增加的H2CO3可通过加快呼吸以CO2的形式呼出；消耗的HCO3则由
+
肾减少对其的排泄而得以补充；当碱性代谢产物增加时，[OH]与H3O生成H2O，促使抗碱成分H2CO3离解以补充消耗
??的H3O。同理，减少的H2CO3及增加的HCO3可通过肺和肾来调控。血液中的H2CO3–HCO3缓冲系与其他缓冲系共同
+
-+
作用，维持pH 为7.35~7.45的正常范围。
?2. 什么是缓冲容量？影响缓冲溶量的主要因素有哪些?总浓度均为0.10mol·L的 HAc-NaAc和H2CO3-HCO3-1
缓冲系的缓冲容量相同吗？
解 缓冲容量是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度，表示单位体积缓冲溶液pH发生一定变化时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量。影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比：缓冲比一定时，总浓度越大缓冲容量越大；总浓度一定时，缓冲比越接近于1缓冲容量越大。总浓度及缓冲比相同的HAc-NaAc和
?H2CO3-HCO3缓冲系的缓冲容量相同。
3. 下列化学组合中，哪些可用来配制缓冲溶液？
(1) HCl + NH3·H2O (2) HCl + Tris (3)HCl + NaOH (4) Na2HPO4 + Na3PO4 (5) H3PO4 + NaOH (6)NaCl + NaAc
解 可用来配制缓冲溶液的是：(1) HCl + NH3·H2O、(2) HCl + Tris、(4) Na2HPO4 + Na3PO4和(5) H3PO4 + NaOH 4. 将0.30 mol·L吡啶(C5H5N，pKb=8.77)和0.10 mol·LHCl溶液等体积混合,混合液是否为缓冲溶液？求此混合溶液的pH。
解 C5H5N与HCl反应生成C5H5NHCl(吡啶盐酸盐)，混合溶液为0.10 mol·L C5H5N和0.050 mol·L C5H5NHCl缓冲溶液，pKa = 14.00 - 8.77 = 5.23
+
--1
-1
+
--1
-1
pH?pKa?lgc(C5H5N)c(C5H5NH?)?5.23?lg0.10?5.33 0.055. 将10.0 gNa2CO3和10.0 gNaHCO3溶于水制备250 mL缓冲溶液，求溶液的pH。
?解 n(HCO3)?10.0g ?0.119mol84.0g?mol?110.0g2? n(CO3)??0.094mol106g?mol?12?n(CO3)?n(HCO3)pH?pKa?lg?10?33?lg-1
0.094mol?10.23
0.119mol6. 求pH=3.90，总浓度为0.400 mol·L的HCOOH (甲酸)–HCOONa(甲酸钠)缓冲溶液中，甲酸和甲酸钠的物质的量浓度(HCOOH的pKa=3.75)
解 设c(HCOONa) = x mol·L, 则c(HCOOH) = 0.400 mol·L – x mol·L
-1
-1
-1
xmol?L?1pH?3.75?lg?3.90 ?1(0.400?x)mol?L解得 c(HCOO) = x mol·L = 0.234 mol·L
--1
-1
c(HCOOH)=(0.400 - 0.234) mol·L-1=0.166 mol·L-1
7. 向100mL某缓冲溶液中加入0.20 g NaOH固体，所得缓冲溶液的pH为5.60.。已知原缓冲溶液共轭酸HB的pKa=5.30，c(HB)=0.25mol·L，求原缓冲溶液的pH。
-1
0.20g/40g?mol?11000mL-1
解 n(NaOH) == 0.050 mol·L?100mL1L加入NaOH后，
[B?]?0.050mol?L-1pH?5.30?lg?5.60 -1(0.25-0.050)mol?L解得 [B] = 0.35 mol·L
--1
0.35mol?L?1
原溶液 pH?5.30?lg?5.450.25mol?L?18. 阿司匹林(乙酰水杨酸、以HAsp表示)以游离酸(未解离的)形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃容物的pH为2.95，然后口服阿司匹林0.65 g。假设阿司匹林立即溶解，且胃容物的pH不变，问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克 (乙酰水杨酸的Mr=180.2、pKa=3.48) ？
n(Asp?)n(Asp?)解 pH?pKa?lg?3.48?lg?2.95
n(HAsp)n(HAsp)n(Asp?)?0.295
n(HAsp)依题意 n(Asp?)?n(HAsp)?0.65g ?0.0036mol-1180g?mol
解得 n(HAsp) = 0.0028 mol
可吸收阿司匹林的质量 = 0.0028 mol × 180.2 g·mol = 0.50 g
9. 在500 mL 0.20 mol·L C2H5COOH（丙酸，用HPr表示）溶液中加入NaOH1.8 g，求所得溶液的近似pH和校正后的精确pH。已知C2H5COOH的pKa=4.87，忽略加入NaOH引起的体积变化。
解 ⑴ 求近似pH
-1
-1
n(Pr-)1.8g/40g?mol-1pH = pKa?lg?4.87?lg?4.78 -1-1n(HPr)0.500L?0.20mol?L?1.8g/40g?mol⑵ 求精确pH，丙酸钠是强电解质
I =
110.045mol2 20.045mol2-1-1
∑cizi= (×1+×1) = 0.09 mol·L ≈ 0.1 mol·L220.500L0.500L??(B)当Z = 0，I = 0.10时，校正因数 lg??0.11 ?(HB)??pH = pKa?lgn(Pr)?lg?(Pr)?4.78?(?0.11)?4.67
n(HPr)?(HPr)10. 某医学研究中，制作动物组织切片时需pH约为7.0的磷酸盐缓冲液作为固定液。该固定液的配方是：将
??(HPO2)429 g Na2HPO4·12H2O和2.6 g NaH2PO4·2H2O分别溶解后稀释至1 L。若校正因数lg=-0.53，计算该缓冲-?(H2PO4)溶液的精确pH。
解 c(Na2HPO4) =
-129g= 0.081 mol·L ?1358.0g?mol?1L-12.6gc(NaH2PO4) == 0.017 mol·L
156g?mol?1?1L??c(HPO2?(HPO2)0.081mol?L?14)4pH=pKa2 + +lg = 7.21 +(-.0.53) + lg= 7.36 ?1-?0.017mol?L?(H2PO4)c(H2PO4)11. 将0.10 mol·LHAc溶液和0.10 mol·LNaOH溶液以3:1的体积比混合，求此缓冲溶液的pH及缓冲容量。 解 HAc溶液和NaOH溶液的体积分别为3V和V，
-1-1
c(HAc) = (0.10×3V - 0.10 × V) mol·L-1 / (3V + V) = 0.050 mol·L-1
c(Ac-) = 0.10 mol·L-1 × V / (3V + V ) = 0.025 mol·L-1
0.025mol?L-1pH?4.75?lg?4.45 -10.050mol?L0.050mol?L-1?0.025mol?L-1?1 ??2.303??0.038mol?L-1(0.050?0.025)mol?L12. 某生物化学实验中需用巴比妥缓冲溶液，巴比妥(C8H12N2O3)为二元有机酸（用H2Bar表示，pKa1＝7.43)。今称取巴比妥18.4 g，先加蒸馏水配成100 mL溶液，在pH计监控下，加入6.00 mol·LNaOH溶液4.17 mL，并使溶液最后体积为1000 mL。求此缓冲溶液的pH和缓冲容量。（已知巴比妥的Mr=184 g·mol）
-1-1
解 H2Bar与NaOH的反应为
H2Bar(aq) + NaOH(aq)＝NaHBar(aq) +H2O(l)
反应生成的NaHBar的物质的量n(NaHBar) ＝c(NaOH)V(NaOH)＝6.0 mol·L×4.17 mL＝25 mmol，剩余H2Bar的物质的量为
-1
n余(H2Bar)＝n(H2Bar) - n(NaOH)＝
18.4g×1000 - 25 mmol＝75 mmol 184g?mol-1n(HBar?)pH＝pKa+lg＝7.43+lg25mmol＝6.95
75mmoln(H2Bar) β＝2.303×
(75mmol/1000mL)?(25mmol/1000mL)＝0.043 mol·L-1
(75?25)mmol/1000mL)13. 分别加NaOH溶液或HCl溶液于柠檬酸氢钠（缩写Na2HCit）溶液中。写出可能配制的缓冲溶液的抗酸成分、抗碱成分和各缓冲系的理论有效缓冲范围。如果上述三种溶液的物质的量浓度相同，它们以何种体积比混合，才能使所配制的缓冲溶液有最大缓冲容量?（已知H3Cit的pKa1=3.13、pKa2=4.76、pKa3=6.40）`
解.
有效缓冲
溶液组成
缓 冲 系
-2-
β
最大
时体
抗酸成分
2-
抗碱成分
范围
积比 2:1 2:3 2:1
-1
-
Na2HCit+HCl Na2HCit+HCl Na2HCit+NaOH
-1
H2Cit-HCit H3Cit-H2Cit HCit-Cit
2-3- -
HCitH2Cit3.76~5.76 2.13~4.13 5.40~7.40
H2CitCit
-
H3Cit HCit
-1
2-
3-
14. 现有(1)0.10 mol·LNaOH溶液，(2)0.10 mol·LNH3溶液，(3)0.10 mol·LNa2HPO4 溶液各50 mL，欲配制pH=7.00的溶液，问需分别加入0.10 mol·L HCl溶液多少mL？配成的三种溶液有无缓冲作用？哪一种缓冲能力最好？
解 ⑴ HCl与NaOH完全反应需HCl溶液50 mL。 ⑵ HCl(aq) + NH3·H2O(aq) = NH4Cl(aq) + H2O(l) NH4的pKa = 14.00-4.75= 9.25，
+
-1
0.10mol?L?1?50mL?0.10mol?L?1?V(HCl) 7.00?9.25?lg0.10mol?L?1?V(HCl)解得 V(HCl) = 50 mL
⑶ HCl(aq) + Na2HPO4(aq) = NaH2PO4(aq) + NaCl(aq) H3PO4的pKa2=7.21，
0.10mol?L?1?50mL?0.10mol?L?1?V(HCl) 7.00?7.21?lg0.10mol?L?1?V(HCl)解得 V (HCl) = 31 mL
第一种混合溶液无缓冲作用；第二种pH 15. 用固体NH4Cl和NaOH溶液来配制1 L总浓度为0.125 mol·L，pH=9.00的缓冲溶液，问需NH4Cl多少克？求需1.00 mol·L的NaOH溶液的体积（mL）。 解 设需NH4Cl 的质量为 xg pKa(NH4) = 14.00 - 4.75 = 9.25 + -1 -1 1.00mol?L?1?V(NaOH) 9.00?9.25?lgx/53.5g?mol-1?1.00mol?L?1?V(NaOH)得 1.00 mol·L × V(NaOH) = 0.562[x/53.5 g·mol- 1.00 mol·L× V(NaOH)] 又 [1.00 mol·L× VNaOH) + 0.562 (x / 53.5g·mol - 1.00 mol·L × V(NaOH))] / 1L =0.125 mol·L -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 解得 x = 6.69, V(NaOH) = 0.045 L 即：需NH4Cl 6.69 g，NaOH溶液0.045 L。 -1 -1 16. 用0.020 mol·LH3PO4溶液和0.020 mol·LNaOH溶液配制100 mL pH=7.40的生理缓冲溶液，求需H3PO4 溶液和NaOH溶液的体积（mL）。 解 设第一步反应需H3PO4和NaOH溶液体积各为x mL ⑴ H3PO4(aq)+ NaOH(aq)= NaH2PO4(aq) + H2O(l) x mLH3PO4与x mLNaOH完全反应，生成NaH2PO4 0.020 mol·L-1 × x mL = 0.020 x mmol ⑵ 第二步反应：设生成的NaH2PO4再部分与NaOH y mL反应，生成Na2HPO4，其与剩余NaH2PO4组成缓冲溶液 NaH2PO4(aq) + NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + H2O(l) 起始量mmol +0.020x +0.020y 变化量mmol -0.020y -0.020y +0.020y 平衡量mmol 0.020(x-y) 0 +0.020y 7.40?7.21?lg0.020ymmol 0.020(x?y)mmoly=1.55 x?y依题意又有 2x + y = 100 解得 x = 38.4，y = 23.2 即需H3PO4溶液38.4 mL，NaOH溶液(38.4 + 23.2) mL = 61.6 mL。 17. 今欲配制37℃时，近似pH为7.40的生理缓冲溶液，计算在Tris和Tris·HCl浓度均为0.050 mol·L -1 -1 的溶液l00 mL中，需加入0.050 mol·LHCl溶液的体积（mL）。在此溶液中需加入固体NaCl多少克，才能配成与血浆等渗的溶液？（已知Tris·HCl在37℃时的pKa＝7.85，忽略离子强度的影响。） 解 ⑴ 7.40?7.85?lg?7.85?lgn(Tris)n(Tris ?HCl) 0.355?100?V(HCl) 100?V(HCl)0.0500mol?L-1?100mL-0.0500mol?L-1?V(HCl)0.0500mol?L-1?100mL?0.0500mol?L-1?V(HCl)V(HCl) = 47.6 mL ⑵ 设加入NaCl x g，血浆渗透浓度为300 mmol·L -1 0.050mol?L?1?100mL?0.050mol?L?1?47.6mL-1 =0.018 mol·L c(Tris)?147.6mL?10.050mol?L?100mL?0.050mol?L?1?47.6mL-1 =0.050 mol·L c(Tris?HCl)?147.6mL2xg?1000mL?L?1-1 （0.018 + 2×0.050）mol·L + 0.300 mol·L ?58.5g?mol?1?147.6mL-1 x = 0.79，即需加入NaCl 0.79 g ??18. 正常人体血浆中，[HCO3]＝24.0 mmol·L、[CO2(aq)]＝1.20 mmol·L。若某人因腹泻使血浆中[HCO3] -1 -1 减少到为原来的90%，试求此人血浆的pH，并判断是否会引起酸中毒。已知H2CO3的pKa1ˊ=6.10。 解 胶 体 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 章后习题解答 难题解析 [TOP] 例5-1 为什么溶胶是热力学不稳定系统，同时溶胶又具有动力学稳定性？ 解 溶胶是高度分散的多相分散系统，高度分散性使得溶胶的比表面大，所以表面能也大，它们有自动聚积成大颗粒而减少表面积的趋势，即聚结不稳定性。因而是热力学不稳定系统。另一方面，溶胶的胶粒存在剧烈的Brown运动，可使其本身不易发生沉降，是溶胶的一个稳定因素；同时带有相同电荷的胶粒间存在着静电斥力，而且胶团的水合双电层膜犹如一层弹性膜，阻碍胶粒相互碰撞合并变大。因此溶胶具有动力学稳定性。 例5-2 硅酸溶胶的胶粒是由硅酸聚合而成。胶核为SiO2分子的聚集体，其表面的H2SiO3分子可以离解成SiO32-和H+。 H2SiO3 2H+ +SiO32- H+离子扩散到介质中去。写出硅胶结构式，指出硅胶的双电层结构及胶粒的电性。 解 硅胶的结构式
