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用某有机溶剂从水溶液中萃取某金属螯合物。已知该螯合物在水相与有机相中的分配比 D=49,取 50.0 mL 含该螯合物的水溶液,用 50.0 mL 有机溶剂一次萃取,萃取率为 98.0%。(1)验证该萃取率与 D 值是否一致;(2)若改用同体积有机溶剂分两次萃取(每次 25.0 mL),计算萃取率。(萃取率 E = [D·V有/(D·V有+V水)]×100%,两相体积以题给数值代入,V有、V水分别为每次所用有机相与水相体积)
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已知 298 K 时 AgCl 的溶度积 Ksp = 1.8×10⁻¹⁰。忽略离子强度的影响,计算:(1) AgCl 在纯水中的溶解度 s₁(mol/L);(2) AgCl 在 0.010 mol/L NaCl 溶液中的溶解度 s₂(mol/L);(3) s₁ 是 s₂ 的多少倍(保留两位有效数字),并指出引起此差异的原因。
某设计者声称制造了一台循环热机,热机每循环从温度 T₁=600 K 的高温热源吸热 Q₁=1500 J,向温度 T₂=300 K 的低温热源放热 Q₂=400 J,并对外做净功 W。(1)求该热机每循环对外做的净功 W 与实际热机效率 η;(2)计算工作在同样两热源之间的卡诺热机效率 η_C;(3)依据热力学第二定律的开尔文表述判断该设计是否可能实现,并说明理由。
在恒温恒压且无非体积功的条件下,某化学反应在 298 K、100 kPa 下进行,测得该反应的摩尔反应吉布斯自由能变 ΔrGm = −45.6 kJ·mol⁻¹。请根据吉布斯自由能判据判断该反应在此条件下的进行方向,并简要说明判据的适用条件。
1 mol 单原子理想气体(C_V,m = 3R/2,R = 8.314 J·K⁻¹·mol⁻¹),初始状态为 300 K、100 kPa。气体在恒定外压 100 kPa 下被加热,体积膨胀为原来的 2 倍。(1)求末态温度 T₂;(2)求该气体的摩尔定压热容 C_p,m;(3)计算该恒压过程的热 Q_p(即焓变 ΔH)。
用某有机溶剂从水相中萃取组分 A,已知 A 在该体系中的分配比 D=19。取 100 mL 含 A 的水溶液,每次用 100 mL 新鲜有机溶剂萃取,连续萃取 3 次。设萃取前后两相体积不变。求:(1)单次萃取的萃取百分率 E;(2)经 3 次萃取后 A 的总萃取百分率(结果保留到 0.0001%)。
以饱和甘汞电极(E_SCE = 0.244 V)为参比,铂电极为指示电极,插入含 Fe³⁺ 和 Fe²⁺ 的溶液中。已知条件电位 E°'(Fe³⁺/Fe²⁺) = 0.68 V(25 ℃)。(1) 若溶液中 c(Fe³⁺) = 1.0×10⁻⁴ mol/L,c(Fe²⁺) = 1.0×10⁻² mol/L,计算铂电极电位 E 及原电池的电动势(以甘汞电极为正极基准时的绝对值)。(2) 将该溶液准确稀释 10 倍后重新测量,电极电位和电动势是否改变?说明理由。
用佛尔哈德法测定某试样中Cl⁻的含量:准确移取试液50.00 mL,加入0.1000 mol/L AgNO₃标准溶液25.00 mL,充分反应后以铁铵矾为指示剂,用0.05000 mol/L KSCN标准溶液回滴剩余的Ag⁺,终点时消耗KSCN溶液10.00 mL。计算试液中Cl⁻的质量浓度(以 mg/mL 表示,Cl的摩尔质量取35.45 g/mol)。
某理想气体的摩尔定压热容为 Cp,m = (20.0 + 5.00×10⁻³ T) J·mol⁻¹·K⁻¹,T 为热力学温度(单位 K)。现将 2.00 mol 该气体在恒定压强下从 300 K 加热到 500 K。求:(1) 该过程的焓变 ΔH 及恒压热 Qp;(2) 该升温区间内气体的平均摩尔定压热容 Cp̄,m(定义为 ΔH/(n·ΔT))。
已知丙酮(CH₃COCH₃,摩尔质量 58 g/mol)在正常沸点 56.2℃ 下的摩尔蒸发焓 Δ_vapH_m = 29.1 kJ/mol。现将 290 g 液态丙酮置于敞口容器中,在 101.325 kPa、56.2℃ 下完全蒸发为蒸气。设蒸发过程中温度与压力保持不变,且丙酮蒸气视为仅在此相变过程中吸收热量(不计升温所需热)。求此相变过程丙酮吸收的总热 Q(kJ)。
某水样中含微量挥发性组分 A,取水样 60.0 mL 进行直接蒸馏分离,将馏出液收集于接收瓶中,A 的蒸馏回收率为 96%,馏出液(含吸收液)总体积为 8.0 mL。设蒸馏前水样中 A 的初始浓度为 c₀。求:(1)馏出液中 A 的浓度;(2)该挥发-蒸馏分离操作对 A 的富集倍数(即馏出液中 A 的浓度与原水样中 A 的初始浓度之比)。
称取含惰性杂质的氯化钠试样 0.2050 g,溶解后以 0.1000 mol/L AgNO₃ 标准溶液滴定,用荧光黄作吸附指示剂,达到终点时消耗 AgNO₃ 溶液 24.50 mL。(M(NaCl)=58.44 g/mol)(1) 计算试样中 NaCl 的质量分数;(2) 简要说明终点前后荧光黄在沉淀表面的存在形式变化及为何滴定须在中性或弱碱性(pH 7~10)条件下进行。
准确称取某铁矿试样 0.8000 g,经溶解、沉淀、灼烧后,称得 Fe₂O₃ 沉淀 0.4000 g。已知换算因数 F(Fe/Fe₂O₃) = 2M(Fe)/M(Fe₂O₃) = 111.69/159.69。请计算试样中以 Fe 计的质量分数(%),结果保留四位有效数字。
已知 25 ℃ 时 AgCl 的溶度积 Ksp = 1.8×10⁻¹⁰。将过量 AgCl 固体置于 0.10 mol/L 的 NaCl 溶液中充分振荡达到溶解平衡(忽略 AgCl₂⁻ 等配位效应与离子强度影响)。请计算该温度下 AgCl 在此溶液中的溶解度 s(以 mol/L 表示)。
某分析化学实验室用 0.1000 mol/L NaOH 标准溶液滴定 20.00 mL 浓度为 0.1000 mol/L 的一元弱酸 HA(pKa=4.74)。请计算:(1) 化学计量点时溶液的 pH;(2) 滴定突跃范围大致位于的 pH 区间(按计量点前后相对误差 ±0.1% 计算);(3) 根据变色原理判断:酚酞(变色范围 8.0~10.0)能否作为该滴定的指示剂?甲基橙(3.1~4.4)能否使用?并说明理由。
某溶液中含一元弱酸 HA,其分析浓度为 0.50 mol/L,Ka=1.0×10⁻⁵(pKa=5.00)。(1)依据酸碱质子理论写出该体系准确的质子条件式(PBE);(2)由质子条件式出发,判断可否忽略水的离解,计算溶液的 H⁺ 浓度与 pH(结果保留两位小数)。
用 0.1000 mol/L NaOH 标准溶液滴定 20.00 mL 0.1000 mol/L HAc 溶液(HAc 的 Ka = 1.8×10^(-5))。(1) 计算化学计量点时溶液的 pH(提示:计量点时 Ac⁻ 浓度为 0.05000 mol/L,可用最简式 pH = 1/2(pKa + pKw + lg c) 计算);(2) 已知甲基橙变色范围为 3.1~4.4,酚酞变色范围为 8.0~10.0,根据计算结果说明应选择哪种指示剂并简述理由。
用浓度为 0.2000 mol/L 的 HCl 标准溶液滴定某 Na₂CO₃ 试样(M(Na₂CO₃)=106.0 g/mol),反应为 Na₂CO₃+2HCl→2NaCl+H₂O+CO₂。求:(1) 该 HCl 标准溶液对 Na₂CO₃ 的滴定度 T(HCl/Na₂CO₃)(g/mL);(2) 若滴定某试样溶液时消耗该 HCl 标准溶液 25.00 mL,求试样中 Na₂CO₃ 的质量。
某溶液含 Bi³⁺ 和 Pb²⁺,浓度均为 0.020 mol/L。在 pH=1.0 时用 EDTA 滴定,已知 lgK(BiY)=27.94,lgK(PbY)=18.04,pH=1.0 时 lgα(Y(H))=18.01(α(Y)主要由酸效应决定)。请在化学计量点处计算 BiY 的条件稳定常数对数 lgK'(BiY) 及 lg(c·K')(c 取计量点时 Bi³⁺ 的分析浓度),并计算 PbY 的 lgK'(PbY)。据此判断:能否在 pH=1.0 时准确、选择性地滴定 Bi³⁺ 而 Pb²⁺ 不干扰(判据:lg(c·K')≥6,且干扰离子 lgK'(MY) 接近 0 即认为不干扰)。
25.00 mL 浓度为 0.10 mol/L 的某二元弱酸 H₂A 溶液,其解离常数 Ka1=1.0×10⁻²,Ka2=1.0×10⁻⁷,用 0.10 mol/L NaOH 标准溶液滴定。请依据多元酸分步滴定的可行性判据判断:(1) cKa₁ 与 cKa₂ 能否分别满足直接准确滴定的要求(判据 cKa≥10⁻⁸);(2) Ka1/Ka2 是否满足分步滴定、形成两个独立突跃的判据(Ka1/Ka2≥10⁵);(3) 综合判断该滴定可出现几个明显滴定突跃,各计量点分别按酸的几级解离滴定。