第八章 电解质溶液解答
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1.柯尔拉乌希经验公式适用条件和范围是什么?柯尔拉乌希离子独立运动定律的重要性何在?
答:柯尔拉乌希经验公式:,适用于强电解质水溶液,浓度低于0.01mol·dm-3的
稀溶液。根据离子独立移动定律,可以从相关的强电解质的Λ∞来计算弱电解质的Λ∞。或由离子
电导数值计算出电解质的无限稀释时摩尔电导。
2.电导率与摩尔电导概念有何不同? 它们各与哪些因素有关?
答:电导率κ是:两极面积各为1m2,并相距1m时,其间溶液所呈的电导;而摩尔电导是在相距
1m的两电极间含有1mol溶质的溶液所呈的电导,摩尔电导用Λm表示Λm=κ/c,电导率κ与电
解质本性有关,与温度有关,与电解质浓度有关;摩尔电导与电解质本性有关,与温度有关,
与电解质浓度有关。
3.为什么用交流电桥测定溶液的电导? 为什么用1000H z(即c/s,周每秒)频率测定溶液的电导? 为
什么在未知电阻的线路上并联一电容? 测准溶液电导的关键是什么?
答:用交流电流测溶液的电导,可以避免电解作用而改变电极本性,并且可以消除电极的极化作用。
用1000Hz的交流频率可防止电极上的极化作用,并可用耳机检零。并联电容是为了消除电导池
的电容的影响。测准电导的关键是在各接触点均接触的条件下,电桥平衡,正确检零。
4.当一定直流电通过一含有金属离子的溶液时,在阴极上析出金属的量正比于:
(1) 金属的表面积; (2) 电解质溶液的浓度;
(3) 通入的电量; (4) 电解质溶液中离子迁移的速度。
答:(3).
5.在界面移动法测定离子迁移数的实验中,其结果是否正确,最关键是决定于:
(1) 界面移动的清晰程度; (2) 外加电压的大小;
(3) 阴、阳离子迁移速度是否相同; (3) 阴、阳离子的价数是否相同。
答:(1)
6.电解质在水溶液中时,作为溶剂的水电离为 H+、OH-离子,为什么一般不考虑它们的迁移数?
影响离子迁移数的主要因素是什么?
答:因为水中H+与OH-的浓度甚低,K sp=10-14,其迁移数极小,不考虑不会影响测量结果。
离子迁移数与温度及浓度有关,但是更主要的是离子受溶剂化以及形成络离子的影响。
7.电解质的摩尔电导可看作是阴阳离子摩尔电导之和,这一定律适用于下列哪种溶液:
(1) 强电解质溶液; (2) 弱电解质溶液;
(3) 无限烯溶液; (4) 摩尔浓度为1 mol·dm-3的溶液。
答:(3)
8.(A) 弱电解质的极限摩尔电导为什么不能外推法求得,而用计算的方法求得?
强电解质溶液的极限摩尔电导为什么可以用外推法求得?(原题有错,以改)
(B) 下列看法哪个较正确:
(1) 弱电解质溶液仅部分电离,其Λm值随浓度变化比较大;
(2) 弱电解质溶液的Λ∞可以外推法求得,但不准确;
(3) 强电解质溶液全部电离,浓度对Λ∞影响不显箸。
解:(A) 由于弱电解质的摩尔电导与浓度的关系式,不服从柯尔拉乌希经验公式,在稀溶液中不
成线性关系,因此不能用外推法求得极限摩尔电导,但可以根据离子独立移动定律,计算求得。
而强电解质稀溶液服从柯尔拉乌希公式,成线性关系,可以用外推法求出极限摩尔电导。
(B) (3)比较正确。
9.德拜-尤格尔关于强电解质溶液中离子氛模型及其定量处理的基本假设有哪几点?
答:离子氛基本假设:(1) 强电解质在水中完全电离。(2) 由于离子间相互作用而形成离子氛。
(3) 由于离子的热运动,离子氛不是静止的,离子氛是时间统计的平均结果。
定量处理的基本假设:(1) 借助 Boltzman分布定律处理离子氛中离子的分布;
(2) 利用泊松方程推导距离任意选定的某中心离子处的电势 ;
(3) 电离公式中的x,其倒数 1/x相当于离子氛的平均厚度(离子氛半径)。
10.德拜-尤格尔公式为什么只能适用于稀溶液,提高适用范围怎么办?
答:因浓度较大时,离子之间相互作用强,甚至会出现离子间的结合,按公式计算会产生较大误差。
提高适用范围的办法在极限公式后边加一项CI,可以扩大适用的浓度范围,CI项考虑了离子短程相互作用。
11.研究电解质溶液离子平均活度系数的意义和重要性何在? 非电解质溶液的活度系数能用该公式计算吗?
答:因在溶液中阴、阳离子是相伴存在,不能单独测出单种离子的化学势、活度和活度系数,有了平均活度系数的概念,便可计算整个强电解质的化学势与活度。若将γ±ν= γ+ν+γ-ν- 用于非电解质,
则ν+,ν-均为零,则γ±=1。故非电解质活度系数不能用该式求出,但可用依数性方法算出。
12.离子强度概念在理论上有什么重要意义?
答:离子强度是离子电荷所形成静电场强度的量度,是离子之间静电作用大小的量度。
13.电解质离子平均活度系数的大小主要决定下列何种因素?
(1) 离子之间的静电引力;(2) 决定于离子强度;(3) 决定电解质的内因,即离子的平均直径;
你认为主要决定于什么因素。
答:(1)
14.德拜-尤格尔理论和翁萨格理论各自解决了什么问题?两个理论中心思想是什么?两者的
关系是什么?
答:德拜—尤格尔理论解决了如何计算强电解质溶液中离子和电解质的活度系与活度,而翁萨
格理论从理论上解决了强电解质的摩尔电导计算问题;两个理论的中心思想都是强电解质是
完全电离的,能形成离子氛。但前者是假定离子氛只存在热运动中,是球形对称的,而后者
认为离子氛在电场中定向移动时,不再是球形对称,从而产生电泳力与松驰力。翁萨格理论
是在德拜-尤格尔理论基础上发展起来的,两者都仅适用于强电解质稀溶液。
15.德拜-尤格尔-翁萨格理论在导出关系式中考虑了许多因素,下面哪一个因素没有考虑?
哪些因素考虑了?
(1) 电解质溶液与理想溶液的偏差主要由静电力所致;
(2) 每个离子都被电荷相反的离子所包围;(3) 每个离子都是溶剂化;
(4) 离子之间存在着缔合现象;
答:没有考虑的因素是(4),考虑的因素是(1)、(2)、 (3)
16.翁萨格方程,它适用于下列中的哪一个?
(1) 弱电解质;(2) 强电解质的稀溶液;(3) 无限稀溶液;(4) 摩尔浓度为1的溶液。答:(2)
17.有哪些数据可以表征离子的水化?研究离子水化有什么具体意义?
答:由ΔH(溶)=-ΔH(晶)+ΔH(水化)的数据,当ΔH(水化)=ΔH(溶)+ΔH(晶))≠0时;且有
些水化离子有颜色;离子有确定的水化数,这些可以表征离子的水化。用离子水化的概念可
以解释一些实际问题,如:晶体物质的溶解度与温度的关系;同一种电解质在不同的溶剂中
表现的强弱不同。水化电子的发现,将对无机化学的某些机理有新的认识。