中南大学物化课后知识题目解析8章电解质溶液

第8章电解质溶液

1.用氧化数法配平下列反应式：

As2S3(s)+HNO3(浓)→H3AsO4 + H2SO4 + NO2 + H2O

FeS2(s) + O2→Fe2O3(s) + SO2

Cr2O3(s) + Na2O2(s)→Na2CrO4(s) + Na2O(s)

S + H2SO4(浓)→SO2 + H2O

2.用铂电极电解氯化铜CuCl2溶液，通过的电流为st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="20" UnitName="a">20A，经过15分钟后，在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯气? （答案：2.297 dm3）

解：（1）在阴极Cu2+＋2e →Cu

析出铜

(2) 在阳极2Cl-→Cl2(g) + 2e

析出氯

3.一电导池中装入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K时测得其电阻为453Ω。已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的电导率为0.2768S·m-1。在同一电导池中装入同样体积的浓度为0.55g·dm-3的CaCl2溶液，测得电阻为1050Ω。计算电导池常数、该CaCl2溶液的电导率和摩尔电导率Λm(1/2CaCl2)。（答案：125.4 m-1，0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）

解：（1）电导池常数G

（2）CaCl2的电导率

(3) 摩尔电导率

4.在298K，H + 和HCO-3的离子极限摩尔电导率λH+ =3.4982×10-2S·m2·mol-1，λHCO-3 = 4.45×10-3S·m2·mol-1。在同温度下测得0.0275mol·dm-3H2CO3溶液的电导率κ=3.86×10-3S·m-1，求H2CO3离解为H + 和HCO-3的离解度。（答案：α= 3.56×10-3）

解：

5.已知291K时NaCl ，NaOH及NH4Cl的极限摩尔电导率λ分别为1.086×10-2，2.172×10-2及1.298×10-2S·m2·mol-1，291K时0.1及0.01mol·dm-3NH3·H2O 的摩尔电导率λm分别为3.09和9.62S·cm2·mol-1，利用上述实测数据求0.1及0.01mol·dm-3NH3·H2O的离解常数K。（答案：K = 1.7×10-5）

解：

= 1.298×10-2 + 2.172×10-2－1.086×10-2 = 2.384×10-2

s?m2?mol-1

(1) 0.1mol?dm-3 NH3?H2O

(2) 0.01 mol·dm-3溶液

对氨水而言，在确定温度下其电离平衡常数为定值，即

6.在298.15K测得某电导池充以0.01mol·dm-3KCl溶液的电阻为484Ω，用同一电导池充以不同浓度的NaCl水溶液，在298.15K测得电阻值如下表：

浓度c /mol·dm-30.0005 0.0010 0.0020 0.0050 电阻R /Ω10910 5494 2772 1128.9

①试计算表列不同浓度NaCl溶液的摩尔电导率；

②以Λm对c作图，用外推法求NaCl溶液的极限摩尔电导率。

（答案：⑴0.01251，0.01242，0.01231，0.01209 S·m2·mol-1 （2）0.01270 S·m2·mol-1）

解: 查表知298K下0.01mol?dm-3 的KCl水溶液的电导率为:=

0?141s?m-1

，

以不同浓度c1溶液的电阻R1代入上式求得相应的摩尔电导率如下表c1 (mol?dm-3) 0.0005 0.0010 0.0020 0.0050

Λm,1(S?m2?mol-1) 0.01251 0.01242 0.01231 0.01209

0.00236 0.03162 0.04472 0.07071

(2)以Λm,1对作图，将图中直线部分外推至=0时得

Λ∞,NaCl = 0.01270S?m2?mol-1

7. 298K时，浓度0.100mol·dm-3的NaCl水溶液中，Na + 与Cl -的离子淌度分别为U Na+ = 4.26×10-8m2?V-1?s-1和U Cl- = 6.80×10-8m2?V-1?s-1，试求该溶液的摩尔电导率和电导率。

（答案：⑴106.7 S?m2?mol-1，⑵1.07 S?m-1）

解: Λm = (U Na+ + U Cl-)F

= (4.26×10-8 + 6.8×10-8)×96500 = 1.067×10-2 S ?m2 ?mol-1

=Λm?c?103 = 1.067×10-2×0.100×103 = 1.067 S ?m-1

8.LiCl的极限摩尔电导率是115.03×10-4S?m2?mol-1，在298KLiCl溶液阴离子的迁移数外推到无限稀释处的值是0.6636，试计算Li + 和Cl-离子的摩尔电导率和离子淌度。

（答案：λLi+ = 38.7×10-4，λCl- = 76.33×10-4 S?m2?mol-1，U Li+ = 4.01×10-8，U Cl- = 7.91×10-8 m2?V-1?s-1）

解: Cl -的摩尔电导率:

λCl- = t-?Λm,LiCl = 0.6636×115.03×10-4 = 76.33×10-4S?m2?mol-1

Li+的摩尔电导率:

λLi+ = Λm,LiCl－λCl- = (115.03－76.33 )×10-4 = 38.70×10-4 S?m2?mol-1离子淌度:

9. 0.01mol?dm-3的BaCl2水溶液在298.15K时的电导率为0.238S?m-1，此溶液中Ba2 + 离子的迁移数为0.4375，试求出此溶液中Ba + 和Cl-1离子的淌度。（答案：U Ba2+ = 5.39×10-8，U Cl- = 6.94×10-8 m2?V-1?s-1）

解: Λm = ?10-3/c = 0.238×10-3/0.01 = 0.0238s?m2?mol-1

λBa2+ = t+?Λm = 0.04375×0.0238 = 0.0104s?m2?mol-1