第八章电解质溶液解析

第八章 电解质溶液

1.在300K 和100kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。设所用直流电的压强为5A ，电流效应为100%。如欲获得13m 2()H g ，需通电多少时间？如欲获得13m 2()O g ,需通电多少时间？已知在该温度下的饱和蒸汽压为3565Pa

解：已知300K 的饱和蒸汽压3565Pa ，外压为100kPa 则放出气体的分压为： 100 3.56596.435kPa -= 则放出2H 的物质的量为

mol RT

V P n O H 66.38300

314.81

435.9622)(=⨯⨯=

=

分

放出2O 的物质的量为

mol RT

V P n O O 66.38300

314.81

435.9622)(=⨯⨯=

=

分

则

38.66296500

Q ZF ξ==⨯⨯

238.66296500414.5()53600

438.66496500

829()53600

Q t h I O Z Q t h I ⨯⨯===⨯=⨯⨯∴=

==⨯而的 2．用电解NaCl 水溶液的方法制备NaOH ，在通电一段时间后，得到了浓度为

31.0mol dm -⋅的NaCl 溶液30.6dm ,在与之串联的铜库伦计中析出了30.4()gCu s 。试计算

该电解池的电流效率。

解： 22Cu e Cu +-+−−

→ Q zF ζ=实际 ξ=

Cu Cu M W =

1

30.40.47863.6g

mol g mol -=⋅ 2965000.47892254()Q C =⨯⨯=实际

Q zF ζ=理论 22222H O e H OH -

-+−−

→+

ξ∙=

2

6

.00.1⨯=0.3 mol 2965000.357900()Q C =⨯⨯=理论

电流效率为：

57900

100%62.8%92254

Q Q =⨯=理论实际 或者由于电流经过溶液与库仑计，直接由两者物质的量求出电流效率，但两者得到的电子数应一致，每析出1molCu ,理论上得到2molNaOH 。

电流效率为：Cu n n NaOH

21

=⨯478

.03

.0100%=62.8%.

3.用银电极来电解3AgNO 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 ,3AgNO 0.236g ，已知原来所用溶液的浓度为每克水中溶有3AgNO 0.00739g 。试计算+Ag 和3NO -的迁移数。

解： 电解出Ag 的物质的量为mol n 41023.79

.107078

.0-⨯==

电解时阳极部分的+Ag 向阴极部分移动

阳极部分的+Ag 变化的物质的量为 后前n n -（设水在电解后质量不变）

30.0073923.14

1.0110169.9n mol -⨯=

=⨯前

40.236

1.3910169.9n mol -==⨯后

阳极 )()(aq s Ag e Ag +-→- 迁电前后又n n n n -+=

则 mol n n n n 44431043.31039.11023.71001.1----⨯=⨯-⨯+⨯=-+=后电前迁 所以 +

Ag 的迁移数为：47.010

23.71043.34

4=⨯⨯==--+

电迁n n t Ag 53.047.0113

=-=-=+-Ag NO 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310494.1)(-⨯=KCl w ，通电后在质量为120.99g 的阴极部溶液中

3109404.1)(-⨯=KCl w ，串联在电路中银库仑计有160.24mg 的()Ag s 沉淀出来。试分别

求+K 和-Cl 的迁移数

解：在298K 时，Ag AgCl 为电极，电解KCl 的水溶液 在阴极部()()()AgCl s e Ag s Cl aq -+--→+ 通电前后，阴极部+K 的迁移量为

6

.74104941.199.1206.74109404.199.1203

3--⨯⨯-⨯⨯=-=前后迁

n n n

34

(3.147 2.423)107.2410mol --=-⨯=⨯

mol n 310485.19

.10716024

.0-⨯==

电

+

K 的迁移数488.010485.11024.73

4)

(=⨯⨯==--+电迁n n t K 512.01)()(=-=+-K Cl t t

∴ +K 和-Cl 的迁移数分别为0.488、0.512。

5、在298K 时，用()Pb s 作电极电解32()Pb NO 溶液，该溶液的浓度为每1000g 水中含有32()Pb NO 16.64g 当与电解池串联库仑计中有0.1658g 银沉积后就停止通电。已知阳极部溶液质量为62.50g ，经分析含有32()Pb NO 1.151g 。试计算2Pb +的迁移数。

解：30.1658

1.5410,()107.9

Ag Ag Ag

W n mol Ag e Ag M -+-=

=

=⨯+→ 通电后，阳极部的2Pb +向阴极移动，电极上22Pb e Pb -+-→。 阳极部水的质量为：62.5 1.15160.985g -=

通电前后水的质量不变，则通电前32()Pb NO 的质量为：

16.64

60.985 1.0151000

g ⨯

= n n n n =-+后迁前电，n n n n =+-迁后电前