离于液体是常温下呈液态的离子化合物,已知品种几十种,是一类“绿色溶剂”.据2002年4月的一篇报道,最近有人进行了用离子液体溶解木浆纤维素的实验,结果如下表所示:向溶解了纤维素的离子液体添加约1.0%(质量)的水,纤维素会从离子液体中析出而再生;再生纤维素跟原料纤维素的聚合度相近;纤维素分子是葡萄糖(C6H12O6)的缩合高分子,可粗略地表示如下图,它们以平行成束的高级结构形成纤维;葡萄糖缩合不改变葡萄糖环的结构;纤维素溶于离子溶液又从离子液体中析出,基本结构不变. 离子液体溶解条件溶解度(质量%)[C4min]Cl加热到100℃10%[C4min]Cl微波加热25%,清澈透明[C4min]Br微波加热5%~7%[C4min]SCN微波加热5%~7%[C4min][BF4]微波加热不溶解[C4min][PF4]微波加热不溶解[C6min]Cl微波加热5%[C8min]Cl微波加热微溶表中[C4min]是1-(正)丁基-3-甲基咪唑正一价离子的代号,“咪唑”的结构为:假设在[C4min]Cl里溶解了25%的聚合度n=500的纤维素,向该体系添加1.0%(质量)的水,占整个体系的物质的量分数为多少?假设添水后纤维素全部析出,析出的纤维素的物质的量分数为多大?
网友回答
解:溶解于离子液体中的纤维素的摩尔质量为:(6×12+10+5×16)×1000g/mol=1.62×105g/mol;
[C4min]+的结构为,所以离子液体的摩尔质量为:(8×12+15+14×2+35.5)g/mol=(96+15+28+35.5)g/mol=175g/mol;
水的物质的量分数为:=0.12
答:向该体系添加1.0%(质量)的水,占整个体系的物质的量分数为0.12.
1.0/18/(1.0/18+75/175+25/1.62×105)=0.12;
析出的纤维素的物质的量分数为:=3.2×10-4.
答:添水后纤维素全部析出,析出的纤维素的物质的量分数为3.2×10-4.
解析分析:计算出纤维素的摩尔质量与离子液体的摩尔质量,假定在[C4min]Cl里溶解了25%的聚合度n=500的纤维素的总质量为100g,则纤维素25g,[C4min]Cl为75g,则向该体系中加入1g水,利用n=计算各物质的物质的量,再根据物质的量分数计算.
点评:以信息题学生考查质量分数、常用化学计量计算,难度较大,关键理解[C4min]+的结构,向该体系添加1.0%(质量)的水的含义是加入体系质量的1.0%.