物理化学第五版课后习题答案
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物理化学第五版课后习
题答案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第七章 电化学
7-1.用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ,经过15 min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )
解:(1) m Cu =
201560635462.F ⨯⨯⨯=5.527 g n Cu =201560
2F
⨯⨯=0.09328 mol
(2) 2Cl n =2015602F ⨯⨯=0.09328 mol 2Cl V =00932830015
100
.R .⨯⨯=2.328 dm 3
7-2.用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液,已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10-
2g 。通电一段时间,测得与电解池串联的银库仑计中有
0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量
为62.50g ,其中含有Pb (NO 3) 21.151g ,计算Pb 2+的迁移数。 解: M [Pb (NO 3) 2]=331.2098
考虑Pb 2+:n 迁=n 前-n 后+n e
=262501151166103312098(..)..--⨯⨯-11513312098..+01658
21078682
..⨯
=3.0748×10-3-3.4751×10-3+7.6853×10-4 =3.6823×10-4 mol
t +(Pb 2+)=4
4
3682310
7685310
..--⨯⨯=0.4791 考虑3NO -: n 迁=n 后-n 前
=1151
3312098..-262501151166103312098(..)..--⨯⨯=4.0030×10-3 mol
t -(3
NO -)=4
4
40030107658310..--⨯⨯=0.5209
7-3.用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后,阴极上有0.078 g 的Ag 析出,阳极区溶液溶液质量为23.376g ,其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解: 考虑Ag +: n 迁=n 前-n 后+n e
=3233760236739101698731(..)..--⨯⨯-023********..+00781078682
..
=1.007×10-3-1.3893×10-3+7.231×10-4 =3.408×10-4 mol
t +(Ag +
)=44
340810723110
..--⨯⨯=0.4713 t -(3NO -
)=0.5287 考虑3
NO -
: n 迁=n 后-n 前=0236
1698731
..-3233760236739101698731(..)..--⨯⨯
=1.3893×10-3-1.007×10-3 =3.823×10-4 mol
t -(3
NO -)=4
4
382310723110
..--⨯⨯=0.5287 t +(Ag +)=0.4713 7-4.在一个细管中,于0.03327mol ·d m -3的GdCl 3溶液的上面放入0.073 mol ·d m -3的LiCl 溶液,使它们之间有一个明显的界面。令5.594mA 的电流自上而下通过该管,界面不断向下移动,并且一直保持清晰。3976s 以后,界面在管内向下移动的距离相当于1.002 cm 3的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25℃下,GdCl 3溶液中的t +(Gd 3+)和t +(C l -)。
解: t (Gd 3+
)=VczF It
=331.002100.03327396500
5.594103976--⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0.4339
t (Cl -)=0.5661
7-5. 已知25℃ 时0.02mol ·dm -3KCl 溶液的电导率为0.2768S ·m -1。 一电导池中充以此溶液,在25℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为 0.555mol ·d m -3的CaCl 2溶液,测得电阻为1050Ω。计算(1)电导池系数;(2)CaCl 2溶液的电导率;(3)CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解:(1) K cell =κ×R =0.2768×453=125.39 m -1
(2) κ(CaCl 2)=
cell K R =12539
1050
.=0.1194 S ·m -1 (3) Λm (CaCl 2)=c
κ
=0119411098405551000...⨯⨯=0.02388 S ·m 2·mol -1
7-6.已知25℃时m ∞Λ(NH 4Cl )=0.012625 S ·m 2
·mol -1,t (4NH +)=0.4907。试计算m ∞Λ(4NH +)及m ∞Λ(Cl -)。
解: m ∞Λ(4
NH +)=0.4907×0.012625=6.195×10-3 S ·m 2
·mol -1 m ∞Λ(4NH +)=0.5093×0.012625=6.430×10
-3 S ·m 2·mol -1 7-7. 25℃时将电导率为0.141S ·m -1的KCl 溶液装入一电导池中,测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol · d m -3的NH 3·H 2O ,测得电阻为2030Ω。利用表7.3.2中的数据计算NH 3·H 2O 的解离度α及解离常数0K 。 解: κ(NH 3·H 2O )=
32KCl
NH H O
(KCl )R R κ⋅=
0141525
2030
.⨯=0.03647S ·m -1
Λm (NH 3·H 2O )=c κ
=30036471001..-⨯=3.647 ×10-4 S ·m 2·mol -1
m ∞Λ(NH 3·
H 2O )=(73.5+198)×10-4=271.5×10-4 S ·m 2·mol -1 α=
3.647
271.5
m m ∞
Λ=Λ=0.01343 0
K =20
(1)c c αα-=20.013430.110.01343
⨯-=1.828×10-5 (03
1c mol dm -=⋅) =1.828×10-8 (031c mol m -=⋅)
7-8.25℃时纯水的电导率为5.5 ×10
-6
S ·m 2·m ol -
1,密度为997.0 kg ·m -
3。H 2O 中存在下列平
衡:H 2O H ++O H - ,计算此时H 2O 的摩尔电导率、解离度和H +的浓度。 解: c (H 2O)=
997.0
0.0180152
M
ρ
=
=55342.2 mol ·m -3
Λm =6
5.51055342.2
c κ
-⨯==9.938×10-11 S ·m 2·m ol -1