题目
恒温恒压条件下,在含有1 g碘的1 dm³水溶液中加入50 cm³ CS₂,经充分摇动后,水溶液中碘的质量浓度为0.0329 g/dm³。则碘在CS₂和水中的分配系数Kc为()。A. 587.9B. 0.6C. 29.4D. 20.0
恒温恒压条件下,在含有1 g碘的1 dm³水溶液中加入50 cm³ CS₂,经充分摇动后,水溶液中碘的质量浓度为0.0329 g/dm³。则碘在CS₂和水中的分配系数Kc为()。
A. 587.9
B. 0.6
C. 29.4
D. 20.0
题目解答
答案
A. 587.9
解析
分配系数(Kc)描述的是在恒温下,溶质在两相中的浓度比。本题中,碘在CS₂(有机相)和水中的分配系数计算需明确以下关键点:
- 溶质总量守恒:初始碘的总质量为1g,分配后水相和有机相中的碘质量之和仍为1g。
- 浓度定义:水相中碘的浓度已知,需通过溶质质量守恒求出CS₂中的碘浓度。
- 体积独立性:两相体积互不影响,直接用于计算各自浓度。
步骤1:计算水相中碘的质量
水相体积为1 dm³,碘的质量浓度为0.0329 g/dm³,则水中的碘质量为:
$m_{\text{水}} = 0.0329 \, \text{g/dm³} \times 1 \, \text{dm³} = 0.0329 \, \text{g}$
步骤2:计算CS₂中碘的质量
总碘质量为1g,因此CS₂中的碘质量为:
$m_{\text{CS₂}} = 1 \, \text{g} - 0.0329 \, \text{g} = 0.9671 \, \text{g}$
步骤3:计算CS₂中碘的浓度
CS₂的体积为50 cm³(即0.05 dm³),其浓度为:
$c_{\text{CS₂}} = \frac{0.9671 \, \text{g}}{0.05 \, \text{dm³}} = 19.342 \, \text{g/dm³}$
步骤4:计算分配系数Kc
分配系数定义为有机相浓度与水相浓度之比:
$K_c = \frac{c_{\text{CS₂}}}{c_{\text{水}}} = \frac{19.342}{0.0329} \approx 587.9$