第九章 电化学基础知识
习题答案
9-1 291K时将0.1 mol dm-3 NaC1溶液放入直径为2mm的迁移管中，管中两个Ag-AgC1
电极的距离为20cm，电极间电势降为50V。如果电势梯度稳定不变。又知291K时Na+和C1-的电迁移率分别为3.73×10-8和5.98×10-8 m2 V-1 s-1，问通电30分钟后：（1）各离子迁移的距离；（2）各离子通过迁移管某一截面的物质的量；（3）各离子的迁移数。
解：（1）离子迁移的距离L(Na+)= U(Na+) (dφ/dl)t =0.0168m , L(C1-)=0.0269m
（2）n(Na+)=πr2c(Na+) L(Na+)=5.27×10-6mol , n(C1-)=8.45×10-6mol （3）t(Na+)= U(Na+)/[ U(Na+)+ U(C1-)]=0.384 , t (C1-)=0.616
9-2 用银作电极电解 AgNO3溶液,通电后有0.078克银在阴极沉积出来,经分析知阳
极区含有 AgNO30.236克,水23.14克,而未电解前的溶液为每克水含有0.00739克AgNO3,试求Ag＋离子的迁移数。
解：n(电解)= 0.078/108 mol , n(前)= 0.00739×23.14/170 mol, n(后)= 0.236/170 mol n(迁移) = n(前) - n(后) + n(电解) , t(Ag＋)= n(迁移)/ n(电解)= 0.47
9-3 某电导池先后充以0.001mol dm-3 的 HCl、0.001mol dm-3 的NaCl和 0.001mol dm-3
的NaNO3三种溶液,分别测得电阻为468,1580和1650Ω.已知NaNO3 的摩尔电导率为121 S cm2mol-1
,如不考虑摩尔电导率随浓度的变化, 试计算
(1) 0.001mol dm-3NaNO3 溶液的电导率? (2) 电导池常数l/A
(3)此电导池中充以0.001mol dm-3HNO3溶液的电阻和HNO3的电导率?
解：(1) ?= c?m=1.21×10-4S cm-1 (2) l/A =?/G =0.2cm-1
???(3) ??m( HNO3)=?m( HCl)+?m( NaNO3)-?m( NaCl) , 电导池、浓度相同时有
G ( HNO3)= G ( HCl)+ G ( NaNO3)- G ( NaCl)，R( HNO3)＝475Ω ，?＝4.21×10-4S cm-1
9-4 BaSO4饱和溶液在291.15K 时电导率为3.648×10-6 S cm-1 ,求该溶液的浓度。
-22-1
已知水的电导率为1.5×10-6 S cm-1，?? m（0.5BaSO4）=1.235×10 S m mol。
解：c =?( BaSO4)/ ??=(3.648×10-5-1.5×10-5) /(2×1.235)= 0.87×10-5 m（BaSO4）mol dm-3
9-5 用同一电导池分别测定浓度为 0.01和 1.00 mol dm-3 的不同电解质(但类型相
同)溶液的电导，其电阻分别为 1000Ω 及 250Ω，则它们的摩尔电导率之比是多少？
解：[?m(1)] /[?m(2)] =[ c(2) R(2)]/[c(1) R(1)] =25
9-6 在298.2K时0.01mol dm
-3
HAc溶液的摩尔电导率为1.629×10S mmol,已知
-3 2-1
HAc 的极限摩尔电导率为 39.07×10-3 S m2mol-1,则在298K时0.01mol dm-3 HAc溶液的pH值为多少？
解：?=?m(HAc)/ ??m(HAc)=0.042 , pH= -log[c?]=3.38
9-7 298.2K时,AgBr饱和水溶液与纯水的电导率分别为1.729×10-5S m-1和0.5528×
-3 2-110-5S m-1，而且已知 ??m(AgBr)=14.0×10S mmol,求 AgBr 饱和水溶液的浓
度？
-5-5-7-3 解：c =?( AgBr)/ ??m(AgBr)=( 1.729×10-0.5528×10) /14.0= 8.4×10 mol dm
9-8 291K下测得纯水的电导率?＝3.8×10-6 S m-1，密度为1.00kg dm-3，又知该温
＋-3 2-1--3 2-1??度下??(H)＝35.0×10S mmol；(OH)＝20.0×10S mmol，求此时水的mm离解平衡常数 ？
?2
解：?=?m(HAc)/ ??m(HAc) , ?=?/[?mc ], c =ρ/Mr , K=( c?)/[c(1-?)]=8.6×
10-17
9-9 298.2K时,有两个电池
A：Ag(s)│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl 2(p＝0.1495pO)│Pt(s)
Emf=1111.7mV
B：Pt(s) | H2 (pO)│HCl (b=0.0171mol kg-1,??=0.8843)│AgCl(s) | Ag(s)
Emf = 437.83mV
求298.2K时EO(Cl2+2e- →2 Cl- )。
解：Emf =EO- (RT/F)lnJ ,求出 EO(A)=1.136V , EO(B)=0.222V
EO(Cl2+2e- →2 Cl- )= EO(A)+ EO(B)=1.358V
9-10 298.15K时电池Ag |AgC1(s)| HC1(a)| Hg2C12(s)| Hg(l) | Pt的E = 4.55×
10-2V,温度系数为 3.38×10-4 V K-1。求当298.15K电池产生1F电量时电池反应的△G、△H、△S。
解：△G= -nFE= - 4.39 kJ mol-1, △S= nF(?E/?T)p=32.6 J K-1 mol-1 ,△H=5.32 kJ mol-1
9-11 电解食盐水溶液的原电池如下：
Pt |Cl ( g ,pO)|NaCl(4.53 mol dm-3,??=0.719)||NaCl(3.25mol dm-3 )NaOH(2.5mol dm-3,??), |H2(g ,pO)|Pt
（1）试用公式 ln??=-0.5115I/cO/ (1+1.316I/cO) +0.055I /cO 计算正极电解液的??。
（2）计算298.15K该电池的电动势。
解：（1）I=5.75 mol dm-3 , ln??=0.0211 , ??=1.021
(2) Emf =EO- (RT/F)ln[a(OH-)/ a(Cl-)]= -2.19V
9-12 氨燃料电池的电池反应为NH3(g)+0.75O2(g) == 0.5N2(g)+1.5H2O(l) 用热力学
数据计算：
（1）298.15K标准状态下，每一单位反应所可能提供的最大电功；
O（2）298.15K时电池的Emf ；
（3）298.15K时该电池电动势的温度系数。
OO解：查热力学数据计算：?rGm= -339.2 kJ mol-1 , ?rSm=-145.6 JK-1 mol-1
(1)每一单位反应可能提供的最大电功为339.2 kJ
OOO(2) -zFEmf＝?rGm , z=3 , Emf=1.172V
O(3) ?rSm= zF (?E/?T)p , (?E/?T)p = -5.03×10- 4V K-1
9-13 计算298.15K时原电池：Pt |Cl2(g ,pO)|HC1(0.1mol dm-3)|AgCl (s)|Ag(s)
（1） 电动势；（2）电池可逆工作时分解1 mol AgC1(s)的热；（3）电池电动势
O的温度系数；（4）AgCl(s)的分解压力。 已知298.15K时?fHm(AgC1,s) =127.03
OkJ mol-1 , Ag(s) , AgCl(s) , Cl2(g)的Sm 分别为42.702、96.11、222.94 J
K-1 mol-1。
OO解：电池反应：AgCl (s)=Ag(s)+0.5 Cl2(g) ?rSm=58.082 JK-1 mol-1 ?rGm=109.7 kJ
mol-1
OOO-1 （1）Emf= -?rGm/F = -1.137V（2）Q =T?rSm=17.31 kJ mol
OO（3）(?E/?T)p = ?rSm/ zF=6.02×10- 4V K-1（4）?rGm= -0.5RTln[p(Cl2)/pO],
分解压力p(Cl2)= 3.67×10- 34Pa
9-14 电池
Ag | AgI(s)|KI(1.00mol kg-1, γ±=0.65)‖AgNO3(0.001mol kg-1, γ±=0.95) | Ag
在298.15K时，Emf=0.720V，求 （1）AgI的Ksp；
（2）AgI在纯水中的溶解度；
（3）AgI在1 mol kg-1KI溶液中的溶解度。 解：电池反应：Ag+ +I- = AgI(s)
（1）Emf = - (RT/F) lnKsp +(RT/F)ln[a(Ag+)/ a(I-)] ,AgI的Ksp=4.12×10- 16 （2）AgI在纯水中的溶解度cs=(Ksp)0.5.cO= 2.03×10- 8 mol dm-3
（3）AgI在1 mol kg-1KI溶液中的溶解度cs=KspcO/[ a(I-)γ±]= 9.75×10- 16 mol dm-3。
9-15 电池Zn(s) | ZnSO4(0.01mol kg-1, ??=0.38) | PbSO4(s) | Pb(s)在298.15K
时Emf =0.5477V
(1) 已知EO(Zn2++2e-→Zn) = -0.763V，求EO(PbSO4+2e-→Pb+SO42-) (2) 已知298.15K时PbSO4的Ksp=1.58×10-8求 EO(Pb2++2e-→Pb)
(3) 当ZnSO4的b=0.050mol kg-1时，Emf=0.5230V , 求此浓度下ZnSO4的γ±。 解：电池反应：Zn(s)+ PbSO4(s)= ZnSO4(aq)+Pb(s)
(1) Emf=[EO(PbSO4+2e-→Pb+SO42-)-EO(Zn2++2e-→Zn)]- (RT/F)ln(a?) , EO(PbSO4+2e-→Pb+SO42-)= -0.3585V
(2) EO(Pb2++2e-→Pb)= EO(PbSO4+2e-→Pb+SO42-)- (RT/2F)ln(Ksp)= -0.1278V (3) a?=??b/bO,当b=0.050mol kg-1，Emf=0.5230V , ??=0.198
9-16 298.15K时电池（Pt）H2(pO )| HCl(b)| AgCl(s)|Ag有下列数据：
b(HCl)/ (mol 0.005 0.010 kg-1) 0.020 0.050 0.10 E mf / V 0.49840.46411 6 0.43022 0.38587 0.35239 (1) 求 EO(AgCl+e-→Ag +Cl-) ; (2) 已知298.15K时AgCl的Ksp=1.69×10-10, 求EO(Ag++e-→Ag);
(3) 298．15K时电池Ag|AgCl(s)|HCl(a)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的E=0.0456V，求
EO(Hg2Cl2+2e
-
→Hg+2Cl)。
-
第09章--电化学基础知识--习题及答案资料讲解
