天津大学物理化学第五版（下）答案七，十，十一章

第七章 电化学 余训爽

第七章 电化学

7.1 用铂电极电解CuCl2溶液。通过的电流为20A，经过15min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa下阳极上能析出多少体积的的Cl2（g）？

解：电极反应为：阴极：Cu2+ + 2e- → Cu 阳极： 2Cl- －2e- → Cl2（g） 则：z= 2 根据：Q = nzF=It

It20?15??9.326?10?2mol zF2?96500因此：m（Cu）=n（Cu）× M（Cu）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n（Cu）= n（Cl2） pV（Cl2）= n（Cl2）RT

n?Cu??（Cl2）?因此：Vn（Cl2）RT0.09326?8.314?3003??2.326dm 3p100?107.2 用Pb（s）电极电解PbNO3溶液。已知溶液浓度为1g水中含有PbNO3 1.66×10-2g。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g，其中含有PbNO31.151g，计算Pb2+的迁移数。 显然阳极区溶液中Pb2+的总量的改变如下： 1111n电解后(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n迁移(Pb2+)

22221111则：n迁移(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n电解后(Pb2+)

2222n电解(Pb2+)= n电解(Ag) =

12m?Ag?0.1658??1.537?10?3mol

M?Ag?107.912?（62.50?1.151）?1.66?10?2n电解前(Pb) ??6.150?10?3mol

2331.2?1211.151n电解后(Pb2?) ??6.950?10?3mol

2331.2?121n迁移(Pb2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol

2n迁移1Pb2?7.358?10?422?（tPb）=??0.479 ?32?11.537?10n电解(Pb)2??第 1 页 共 65 页创建时间：错误！未指定书签。

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7.4 在一个细管中，于0.3327mol·dm-3的GdCl3溶液的上面放入

0.073mol·dm-3的LiCl溶液，使它们之间有一个明显的界面。令5.594mA的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。3976s以后，界面在管内向下移动的距离相当于1.002cm-3的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25℃下，GdCl3溶液中的t（Gd3+）和t（Cl-）。

解：此为用界面移动法测量离子迁移数。 1.002cm-3溶液中所含Gd3+的物质的量为：

n（Gd3+）= cV= 0.03327×1.002×10-3 = 3.3337×10-5mol

所以Gd3+和Cl-的的迁移数分别为：

Q(Ge3?)n(Ge3?)zF3.3337?10?5?3?96500t(Ge)????0.434

QIt5.594?10?3?39763?t（Cl-）= 1 - t（Gd3+）= 1 -0.434 = 0.566

7.5 已知25℃时0.02mol·dm-3KCl溶液的电导率为0.2768S·m-1。一电导池中充以此溶液，在25℃时测得其电阻为453W。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555 mol·dm-3的CaCl2溶液，测得电阻为1050W。计算（1）电导池系数；（2）CaCl2溶液的电导率；（3）CaCl2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数为

??KcellG?则： Kcell= 0.2768×453 = 125.4m-1 （2）CaCl2溶液的电导率

KcellR即Kcell??R

Kcell125.4??0.1994S?m?1 R1050（3）CaCl2溶液的摩尔电导率

?0.1194?110.9832?1 ?m???0.02388S?m?mol3c0.555?10??

?tNH?）=0.4907。试计7.6.已知25℃时?m?NH4Cl??0.012625S?m2?mol?1，（4??算?m?NH?4?及?m?Cl??。

解：离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系

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????m，+t????m????m，-t????m

??NH???m?4?（tNH?）?m?NH4Cl?4???0.4907?0.012625?6.195?10?3S?m2?mol?1

1??Cl???m??（tCl?）?m?NH4Cl?????1?0.4907??0.012625?6.430?101?3S?m2?mol?1

???????m????m或 ?m，+，-

???m2·mol-1 ?m?NH4Cl?-?m?Cl??=?m?NH?4?= 0.012625-6.195×10-3 = 6.430×10-3S·

7.7 25℃将电导率为0.14S·m-1的KCl溶液装入一电导池中，测得其电阻为525W。在同一电导池中装入0.1 mol·dm-3的NH3·H2O溶液，测得电阻为2030W。利用表7.3.2中的数据计算NH3·H2O的解离度及解离常熟K。

解：查表知NH3·H2O无限稀释摩尔电导率为

????m?NH3?H2O???m?NH4????m?OH??

= 73.5×10-4+198×10-4 =271.5×10-4S·m2·mol-1

?m?NH3?H2O???NH3?H2O?a?????m?NH3?H2O?c?NH3?H2O??m?NH3?H2O???KcellG?NH3?H2O??(KCl）R(KCl）???c?NH3?H2O??m?NH3?H2O?c?NH3?H2O?R?NH3?H2O??m?NH3?H2O?

0.141?5250.1?1000?2030?271.5?10?4?0.01344?c?NH???c?OH???4???c?c?ca20.013442?0.1????K????1.834?10?5

c?NH3?H2O??1?a?c?1?0.01344??1c7.8 25 ℃时水的电导率为5.5×10-6 S·m-1，密度为997.0kg·m-2。H2O中存在下列平衡：H2O H++ OH-，计算此时H2O的摩尔电导率、解离度和H+

?+

的浓度。已知：??10-4S·m2·mol-1，?m(OH-) = 198.0×10-4S·m2·mol-1。 m(H) = 349.65×

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解：?m(H2O)?k(H2O)k(H2O)?

c(H2O)?(H2O)/M(H2O)5.5?10?6?112?1??9.93?10S?m?mol 3997.09?10/18

?m?H2O??m?HO2????=?+??m?H2O??m?H?+?m?OH?? =9.929?10S?m?mol?1.813?10?9?42?1?3.49.65+198.0??10S?m?mol?112?1

c(H?)?ca??(H2O)/M(H2O)a?997?1.813?10?9?1.004?10?7mol?md?3 18?7.9已知25 ℃时水的离子积Kw=1.008×10-14，NaOH、HCl和NaCl的?m分

别等于0.024811 S·m2·mol-1，0.042616 S·m2·mol-1和0.0212545 S·m2·mol-1。

（1）求25℃时纯水的电导率；

（2）利用该纯水配制AgBr饱和水溶液，测得溶液的电导率κ（溶液）= 1.664×10-5 S·m-1，求AgBr（s）在纯水中的溶解度。

?+已知：??10-4S·m2·mol-1，?m（Br-）=78.1×10-4S·m2·mol-1。 m（Ag）= 61.9×

解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为

?????m?H2O???m?HCl???m?NaOH?-?m?NaCl?2?1=0.042616+0.024811-0.012645=0.054777S?m?mol

纯水的电导率 Kwc(H?)c(OH?)?ca??????，即：ca?Kwc

cc?c?2a=?m?H2O???H2O?， ?HO= m?2??c?m?H2O?

即有：

???H2O??Kwc?m?H2O??1.008?10?14?1?103?0.054777?5.500?10-6S?m?1 （2）κ（溶液）=κ（AgBr）+κ（H2O） 即：κ（AgBr）=κ（溶液）-κ（H2O）

=1.664×10-5 – 5.500×10-6 = 1.114×10-5 S·m-1

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