题目
在100g水中含4.5g某非电解质的溶液于-0.465℃时结冰,则该非电解质的相对分子质量约为(已知水的Kf=1.86K•kg•mol-1)()。A. 90B. 135C. 172D. 180
在100g水中含4.5g某非电解质的溶液于-0.465℃时结冰,则该非电解质的相对分子质量约为(已知水的Kf=1.86K•kg•mol-1)()。
A. 90
B. 135
C. 172
D. 180
题目解答
答案
D. 180
解析
考查要点:本题主要考查溶液凝固点降低法测定溶质相对分子质量的应用,涉及凝固点降低公式的理解与计算。
解题核心思路:
- 利用公式 $\Delta T_f = K_f \cdot b$(其中 $b$ 为质量摩尔浓度)计算溶质的质量摩尔浓度。
- 结合溶质质量 $m$ 和物质的量 $n$ 的关系 $n = \frac{m}{M}$($M$ 为摩尔质量),反推出溶质的相对分子质量 $M$。
破题关键点:
- 正确代入公式,注意单位换算(溶剂质量需转换为千克)。
- 区分质量摩尔浓度与物质的量浓度,避免混淆。
步骤1:计算凝固点降低值
溶液的凝固点为 $-0.465^\circ \text{C}$,纯水的凝固点为 $0^\circ \text{C}$,因此:
$\Delta T_f = 0^\circ \text{C} - (-0.465^\circ \text{C}) = 0.465^\circ \text{C}$
步骤2:计算质量摩尔浓度
根据公式 $\Delta T_f = K_f \cdot b$,变形得:
$b = \frac{\Delta T_f}{K_f} = \frac{0.465}{1.86} = 0.25 \, \text{mol/kg}$
步骤3:计算溶质的物质的量
溶剂质量为 $100 \, \text{g} = 0.1 \, \text{kg}$,质量摩尔浓度 $b = \frac{n}{m_{\text{溶剂}}}$,变形得:
$n = b \cdot m_{\text{溶剂}} = 0.25 \, \text{mol/kg} \cdot 0.1 \, \text{kg} = 0.025 \, \text{mol}$
步骤4:计算相对分子质量
溶质质量为 $4.5 \, \text{g}$,根据 $n = \frac{m}{M}$,变形得:
$M = \frac{m}{n} = \frac{4.5 \, \text{g}}{0.025 \, \text{mol}} = 180 \, \text{g/mol}$