物理化学第八章部分习题及答案教学文案

1.在300K 和100kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气，设所用直流电的强度为5A ，电流效率为100%。如欲获得1m 3H 2(g)，需通电多少时间？如欲获得1m 3O 2(g)时，需通电多少时间？已知在该温度下水的饱和蒸气压为3565 Pa.

解：（1）300 K 水的饱和蒸汽压为3565 Pa ，外压为100 kPa ，则放出气体的分压为：2

P H (100-3.565)kPa=96.435 kPa. 放出H 2的物质的量为： 22296.435138.668.314300

H H H P V n mol RT ⨯===⨯。 6t 38.662965007.4610Q I n z F C η-=⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯=⨯。

66

67.46107.4610 1.4910413.895100%

t S h I η⨯⨯===⨯=⨯⨯。 （2）如果是O 2 ：22296.435138.668.314300

o o o P V n mol RT ⨯===⨯ 6t 38.669650014.9210Q I n z F C η-=⨯⨯=⨯⨯=⨯4⨯=⨯。

66

61010 2.94810829.045100%

t s h I η14.92⨯14.92⨯===⨯=⨯⨯。 2.用电解NaC1水溶液的方法制备NaOH ，在通电一段时间后，得到了浓度为1.0mol·dm -3的NaOH 溶液0.6 dm 3，在与之串联的铜库仑计中析出了30.4gCu(s)。试计算该电解池的电流效率。

解：

阴极：Cu 2++2e -→Cu

阳极：2212

H O e OH H ---=+↑

30.40.478763.5Cu Cu Cu m n mol mol M ===。 =0.4787296500=92389C Q n z F =⨯⨯⨯⨯理论。

331.00.60.6OH n mol dm m mol --=⨯=g 。

0.69650057900OH Q n z F C C -=⨯⨯=⨯1⨯=实际。 电流效率57900100%100%62.67%92389

Q Q η=

⨯=⨯=实际理论。 3.用银电极来电解AgNO 3水溶液，通电一定时间后，在阴极上有0.078g 的Ag(s)析出。经分析知道阳极部含有水23.14g ，AgNO 3 0.236g 。已知原来所用溶液的浓度为每克水中有AgNO 3 0.00739g 。试分别计算Ag +的NO 3-的迁移数。

解：Ag +变化：

阴极：Ag e Ag +-+=

阳极：Ag e Ag -+=- 电解时生成银的物质的量30.0780.722810107.9n mol -=

=⨯电 在阳极部：33g 23.140.0073923.140.00739=

= 1.006510169.9A NO n mol mol M -⨯⨯=⨯前

33g 0.2360.236= 1.389110169.9/A NO g g n mol M g mol -==⨯后 n n n n =-+迁后前电

-3333+=1.006510 1.3891100.722810 0.34210

n n n n mol

---=-⨯-⨯+⨯=⨯迁后前电即： Ag +的电迁移数：-330.342010=0.46920.722810Ag n mol t n mol

+-⨯==⨯迁电 NO 3-的电迁移数：3110.46920.5308NO Ag t t -+=-=-=

4.在298K 时，以Ag ∣AgCl 为电极，电解KCl 的水溶液。通电前溶液中KCl 的质量分数为ω(KCl)=1.4941×10-3,通电后在质量为120.99g 阴极部溶液中ω(KCl)=1.9404×10-3.串联在电路中的银库仑计中有160.24mgr 的Ag(s)沉积出来。试分别求K +和Cl -的电迁移数。 解：阴极部：()()()+e s s aq AgCl Ag Cl --

=+

K +的变化：-3

3120.99 1.940410=mol 3.14751074.59n mol -⨯⨯=⨯后 水的质量：-3m ==120.76g ⨯⨯水120.99-120.99 1.940410

-3-374.59==1.494110=2.422510mol 74.59+120.76

KCl KCl KCl n M n n n M m n ⨯ω=⨯⇒⨯+⨯前前前前水前 333=+=-=3.147510 2.4225100.72510n n n n n n mol

---⇒⨯-⨯=⨯迁

后前迁后前 30.16024g =

1.485610107.86/n mol g mol -=⨯电 K +的电迁移数：330.72510t =0.48801.485610K n mol n mol

+--⨯==⨯迁电 ∴ 110.48800.5120Cl K t t -

+=-=-=