第七章电化学习题解答..

第七章电化学

思考题解答

一、是非题

1．错2．错3．对4．错5．错6．错7．对8．对9．对10．错11．对12．错13．对14．对15．错16．错17．错

二、选择题

1．D 2．C 3．A 4．D 5．A 6．B 7．A 8．D 9．C 10．C 11．C 12．B

13．C 14．B 15．C 16．B 17．D

习题解答

1. 在K2SO4溶液中通过500C电量时，在阴极和阳极上分别生成KOH和H2SO4的质量是多少？

解：n (KOH) = n (1/2 H2SO4)= Q/ F = 500C/ 96485C · mol1-= 0.0052 mol

所以m (KOH) = 0.0052 mol×56.106g · mol1-= 0.2917g

m (1/2 H2SO4) = 0.0052 mol×49.035g · mol1-= 0.2550g

2. 在AgNO3溶液中插入两个银电极，通电前溶液中含AgNO3的量为0.001mol，通电后银电量计中有0.0007 mol的银析出。电解后阳极管中含AgNO3的量为0.0014 mol，计算Ag+和NO-

3

的迁移数。

解：用银电极电解AgNO3溶液时的电极反应为

阳极Ag →Ag++ e-

阴极Ag++ e-→Ag

在阳极管电解前Ag+的物质的量为0.001mol，电解时在阳极管中溶解下来的银的物质的量为0.0007mol，电解后阳极管中Ag+的物质的量为0.0014mol，所以阳极管中迁移出去的Ag+的物质的量为0.001mol + 0.0007mol − 0.0014mol= 0.0003mol

t

+

= t (Ag+)= 0.0003mol/ 0.0007mol = 0.428

t -= t (NO-

3

)= 1 −t

+

= 1 − 0.428 = 0.572

3.已知298K时0.01mol · dm3-KCl溶液的电导率为0.1410S · m1-，装入电导池测得电阻为

4.2156Ω。装入HCl溶液时测得电阻为1.0326Ω，计算（1）电导池常数；（2）HCl溶液的电导率。

解：（1）由KCl的数据计算电导池常数

K cell = l/A = κ·R = 0.1410 S · m1-×4.2156Ω= 0.5944 m1-

(2) 由电导池常数计算HCl溶液的电导率κ

κ= K cell/ R = 0.5944 m1-/1.0326Ω = 0.5756 S · m1-

4. 某电导池分别盛以浓度均为0.001 mol · dm3-的HCl，NaCl和NaNO3溶液，测得电阻分别为468Ω，1580Ω和1650Ω。已知

m

Λ(NaNO3)=121×104-S · m2· mol1-，计算（1）NaNO3溶液的电导率；（2）当电导池盛以0.001 mol · dm3-的HNO3溶液时的电阻及其摩尔电导率。

解：（1）

m

Λ= κ/c，所以

κ (NaNO 3) =m Λ· c = 121×104

-S · m 2· mol

1

-×0.001×103mol · m

3

-= 121×10

4

-S · m

1

-

（2）由NaNO 3的数据计算电导池常数

K cell = l /A = κ · R = 121×10

4

-S · m

1

-×1650Ω= 19.965 m

1

-

然后根据摩尔电导率的数据计算HNO 3的摩尔电导率及电阻 κ (HCl)= K cell / R = 19.965 m

1

-/468Ω= 0.04266 S · m 1

-

κ (NaCl)= K cell / R = 19.965 m

1

-/1580Ω = 0.01264 S · m 1

-

m Λ(HCl) = κ /c = 0.04266 S · m 1-/(0.001×103mol · m 3-)= 426.6×104-S · m 2· mol 1

- m Λ(NaCl)= κ /c = 0.01264S ·

m 1-/(0.001×103mol · m 3-)=126.4×104-S · m 2· mol 1- m Λ(HNO 3)=m Λ(NaNO 3) +m Λ(HCl) −m Λ(NaCl)

= (121+ 426.6 −126.4)×104-S · m 2· mol

1

-= 421.2×10

4

-S · m 2· mol

1

-

κ (HNO 3) =m Λ· c = 421.2×10

4

-S · m 2

· mol 1-×0.001×103

mol · m 3

-= 421.2×10

4

-S · m

1

-

R (NaNO 3) = K cell / κ = 19.965 m 1

-/(421.2×10

4

-S · m

1

-)= 474Ω

5. 已知苯甲酸钠、HCl 和NaCl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为82.4×10

4

-S · m 2

· mol

1

-，

426.2×10

4

-S · m 2

· mol

1

-和126.5×104

-S · m 2

· mol 1

-。计算苯甲酸溶液的无限稀释摩尔电导率。

解：由离子独立运动定律

∞m

Λ(苯甲酸)=∞m Λ(苯甲酸钠) + ∞m Λ(HCl) −∞

m Λ(NaCl) = (82.4 + 426.2 − 126.5)×10

4

-S · m 2· mol

1

-= 382.1×10

4

-S · m 2· mol

1

-

6. 浓度为0.001mol · dm 3

-的Na 2SO 4溶液的电导率为0.026 S · m

1

-，无限稀释摩尔电导率为

260.22×10

4

-S · m 2· mol

1

-，当该溶液饱和了CaSO 4以后，电导率为0.07 S · m

1

-。已知

∞m

Λ( Na +)=50.11×104-S · m 2· mol 1-，∞m Λ(1/2Ca +2)= 59.5×104-S · m 2· mol 1-，计算CaSO 4的活度积。(设活度系数为1)

解：κ (CaSO 4)= κ (饱和) − κ (Na 2SO 4)= (0.07 − 0.026) S · m

1

-= 0.044 S · m

1

-

∞m Λ(SO -24

)=∞m Λ(Na 2SO 4) − 2∞

m Λ( Na +)= (260.22 − 2×50.11)×104-S · m 2· mol 1- = 160×10

4

-S · m 2· mol

1

-

∞m Λ(CaSO 4)=∞m Λ(SO -24) + 2∞

m Λ(1/2Ca

+

2)

= (160 + 2×59.5 )×104

-S · m 2

· mol 1

-= 279×10

4

-S · m 2· mol

1

-

对于难溶盐可近似认为∞m Λ(CaSO 4) ≈ m Λ( CaSO 4)

所以 c ( CaSO 4) = κ /m Λ= 0.044 S · m 1

-/(279×10

4

-S · m 2

· mol

1

-)= 1.577mol · m 3

-

=0.001577 mol · dm

3

-

K sp = a (Ca

+

2) · a (SO -

24) = c (Ca +

2)/ c Ө· c (SO -24) / c Ө

= 0.001577×(0.001577 + 0.001)= 4.064×10

6

-

7. 在0.017 mol · kg

1

-的MgCl 2水溶液中，Mg

+

2和Cl -

的活度系数分别为0.43和0.84，计算

MgCl 2的活度和离子平均活度系数。

解：a B = a Mg +2· a 2Cl

-= ( γ+· b +/b Ө)( γ-· b -/b Ө)2

= (0.43×0.017) (0.84×2×0.017)2= 5.96×106

-

±γ= (γ++ν

· γ--ν

)

ν

/1= (0.43×0.842)

3

/1= 0.672

8. 计算0.005 mol · kg

1

-的Na 2SO 4 (±γ=0.7504 )溶液的离子平均质量摩尔浓度±m ，离子平均活

度±a 以及电解质的活度a B 。