物理化学第五版下册习题答案

由天下分享时间：2024/7/6 10:08:40 加入收藏我要投稿点赞

第七章电化学

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）= ×10-2× =

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?10 用Pb（s）电极电解PbNO3溶液。已知溶液浓度为1g水中含有PbNO3

×10-2g。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有的银沉积。阳极区的溶液质量为，其中含有，计算Pb2+的迁移数。

解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。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+)=×10-3+××10-3=×10-4mol

2n迁移1Pb2?7.358?10?422?（tPb）=??0.479 ?32?1n电解(Pb)1.537?102??解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然

?阳极区溶液中NO3的总量的改变如下：

n电解后(NO3?)= n电解前(NO3?) + n迁移(NO3?)

???则：n迁移(NO3)=n电解后(NO3)- n电解前(NO3)

n电解后(NO3?)=n?312?1.151?3(Pb) ??6.950?10mol 电解后12331.2?212?（62.50?1.151）?1.66?10?2?6.150?10?3mol n电解前(NO)=n电解前(Pb) ?2331.2?12?n迁移(NO3) = ××10-3 = ×10-4mol

（tNO）=?3?n迁移?NO3?n电解8.0?10?4??0.521 ?31.537?10?则： t（Pb2+）= 1 - t（NO3）= 1 – =

用银电极电解AgNO3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出的Ag，并知阳极区溶液中，其中含。已知通电前溶液浓度为1kg水中溶有

?AgNO3。求Ag+和NO3迁移数。

解法1：解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Ag+的总量的改变如。

n电解后(Ag+)= n电解前(Ag+)+ n电解(Ag+)- n迁移(Ag+)

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

n电解(Ag+)=

m?Ag?0.078??7.229?10?4mol

M?Ag?107.9?3n电解前(Ag?23.376?0.236??7.39?10?) ?169.87?1.007?10?3mol

n电解后(Ag?) ?0.236?1.389?10?3mol 169.87n迁移(Ag+) = ×10-3+××10-3=×10-4mol

（tAg）=?n迁移?Ag??n电解3.403?10?4??0.47 ?47.229?10?则：t（NO3）= 1 - t（Ag）= 1 – =

解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然

?阳极区溶液中NO3的总量的改变如下：

???n电解后(NO3)= n电解前(NO3) + n迁移(NO3)

???则：n迁移(NO3)=n电解后(NO3)- n电解前(NO3)

?n电解后(NO3)=n电解后(Ag?) ?0.236?1.389?10?3mol

169.87?3n电解前(NO)=n电解前(Ag?3??23.376?0.236??7.39?10) ?169.87?1.007?10?3mol

?n迁移(NO3) = ××10-3 = ×10-4mol

n电解(Ag+)=

m?Ag?0.078??7.229?10?4mol

M?Ag?107.93.820?10?4??0.53 7.229?10?4（tNO）=?3?n迁移?NO3?n电解?则： t（Ag+）= 1 - t（NO3）= 1 – =

在一个细管中，于·dm-3的GdCl3溶液的上面放入·dm-3的LiCl溶液，使它们之间有一个明显的界面。令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。溶液中所含Gd3+的物质的量为：

n（Gd3+）= cV= ××10-3 = ×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 =

已知25℃时·dm-3KCl溶液的电导率为·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 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= ×453 = （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。试计算.已知25℃时?m?NH4Cl??0.012625S?m2?mol?1，（4???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

????m，+t????m????m，-t????m

??m?NH?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，+，-

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

25℃将电导率为·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 mol·dm-3的NH3·H2O溶液，测得电阻为2030W。利用表中的数据计算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??

= ×10-4+198×10-4 =×10-4S·m2·mol-1

a??m?NH3?H2O???NH3?H2O?????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???cOH????4????ccca20.013442?0.1????K????1.834?10?5

c?NH3?H2O??1?a?c?1?0.01344??1c 25 ℃时水的电导率为×10-6 S·m-1，密度为·m-2。H2O中存在下列平衡：H2O?m+

H++ OH-，计算此时H2O的摩尔电导率、解离度和H+的浓度。已知：

(H) = ×10S·m·mol，

-4

-1

?m(OH) = ×10S·m·mol。

--4

-1

解：?m(H2O)?k(H2O)k(H2O)?

c(H2O)?(H2O)/M(H2O)5.5?10?6??9.93?10?11S?m2?mol?1 3997.09?10/18

?m?H2O??m?H2O????=?+??m?H2O??m?H?+?m?OH?? =9.929?10S?m?mol?9?1.813?10?3.49.65+198.0??10?4S?m2?mol?1?112?1

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