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1、-/ 第七章第七章 电化学电化学 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 2 20 15 Cu9.326 10 mol 2 96500 It n zF 因此：m（Cu）=n（Cu） M（Cu）= 9.32610-263.546 =5.927g 又因为：n（Cu）= n（Cl2） pV（Cl2）= n（C
2、l2）RT 因此： 3 2 2 3 Cl0.09326 8.314 300 Cl2.326dm 100 10 nRT V p 7.2 用 Pb（s）电极电解 PbNO3溶液。已知溶液浓度为 1g 水中含有 PbNO3 1.6610-2g。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。 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： n电解后(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n迁移(
3、Pb2+) 1 2 1 2 1 2 1 2 则：n迁移(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n电解后(Pb2+) 1 2 1 2 1 2 1 2 n电解(Pb2+)= n电解(Ag) = 1 2 3 Ag0.1658 1.537 10 mol Ag107.9 m M 2 23 162.50 1.1511.66 10 (Pb ) 6.150 10 mol 1 2 331.2 2 n 电 23 11.151 (Pb ) 6.950 10 mol 1 2 331.2 2 n 电 n迁移(Pb2+)=6.15010-3+1.53710-3-6.95010-3=7.35810-4
4、mol 1 2 -/ 2 4 2 3 2 1 Pb 7.358 10 2 Pb0.479 1 1.537 10 (Pb ) 2 n t n = 迁 电 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 阳极区溶液中的总量的改变如下： 3 NO n电解后()= n电解前() + n迁移() 3 NO 3 NO 3 NO 则：n迁移()=n电解后()- n电解前() 3 NO 3 NO 3 NO n电解后()= 3 NO 23 11.151 (Pb ) 6.950 10 mol 1 2 331.2 2 n 电 n电解前()= 3 NO 2 23 162.50 1.1511.66
5、 10 (Pb ) 6.150 10 mol 1 2 331.2 2 n 电 n迁移() = 6.95010-3-6.15010-3 = 8.0010-4mol 3 NO 4 3 3 3 NO 8.0 10 NO0.521 1.537 10 n t n = 迁 电 则： t（Pb2+）= 1 - t（）= 1 0.521 = 0.479 3 NO 7.3 用银电极电解 AgNO3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出 0.078g 的 Ag，并知阳极区溶液中 23.376g，其中含 AgNO30.236g。已知通电前 溶液浓度为 1kg 水中溶有 7.39g AgNO3。求 Ag+和迁移数。
6、3 NO 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+)= 4 Ag0.078 7.229 10 mol Ag107.9 m M 3 3 23.3760.2367.39 10 (Ag ) 1.007 10 mol 169.87 n 电 3 0.236 (Ag ) 1.389 10 mol 169.87 n 电 -/ n迁移(Ag+) = 1.
7、00710-3+7.22910-4-1.38910-3=3.40310-4mol 4 4 Ag 3.403 10 Ag0.47 7.229 10 n t n = 迁 电 则：t（）= 1 - t（Ag+）= 1 0.471 = 0.53 3 NO 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 阳极区溶液中的总量的改变如下： 3 NO n电解后()= n电解前() + n迁移() 3 NO 3 NO 3 NO 则：n迁移()=n电解后()- n电解前() 3 NO 3 NO 3 NO n电解后()= 3 NO 3 0.236 (Ag ) 1.389 10 mol 169.
8、87 n 电 n电解前()= 3 NO 3 3 23.3760.2367.39 10 (Ag ) 1.007 10 mol 169.87 n 电 n迁移() = 1.38910-3-1.00710-3 = 3.82010-4mol 3 NO n电解(Ag+)= 4 Ag0.078 7.229 10 mol Ag107.9 m M 4 3 3 4 NO 3.820 10 NO0.53 7.229 10 n t n = 迁 电 则： t（Ag+）= 1 - t（）= 1 0.528 = 0.47 3 NO 7.4 在一个细管中，于 0.3327moldm-3的 GdCl3溶液的上面放入 0.073
9、moldm-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= 0.033271.00210-3 = 3.333710-5mol 所以 Gd3+和 Cl-的的迁移数分别为： 335 3 3 (Ge )(Ge )3.3337 1
10、03 96500 (Ge )0.434 5.594 103976 QnzF t QIt -/ t（Cl-）= 1 - t（Gd3+）= 1 -0.434 = 0.566 7.5 已知 25时 0.02moldm-3KCl 溶液的电导率为 0.2768Sm-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 moldm-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 cell cellcell K K GKR R 则： K
11、cell= 0.2768453 = 125.4m-1 （2）CaCl2溶液的电导率 1 cell 125.4 0.1994S m 1050 K R （3）CaCl2溶液的摩尔电导率 21 m 3 0.1194 110.983 0.02388S mmol 0.555 10c 7.6.已知 25时，。试计 21 m4 NH Cl0.012625S mmol 4 NHt =0.4907 算及。 m4 NH m Cl 解：离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系 4m4 321 m4 NHNH Cl 0.4907 0.012625 NH6.195 10 S mmol 1 t m4 321 m ClNH
12、 Cl1 0.49070.012625 Cl6.430 10 S mmol 1 t 或 mm +m - =-= 0.012625-6.19510-3 = 6.43010-3Sm2mol-1 m Cl m4 NH Cl m4 NH m +m mm tt - -/ 7.7 25将电导率为 0.14Sm-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 moldm-3的 NH3H2O 溶液，测得电阻为 2030W。利用表 7.3.2 中的数据计算 NH3H2O 的解离度及解离常熟。K 解：查表知 NH3H2O 无限稀释摩尔电导率为 m32m4m NHH ONHOH
13、 = 73.510-4+19810-4 =271.510-4Sm2mol-1 m3232 m3232m32 cell32 32m323232m32 4 NHH ONHH O NHH ONHH ONHH O NHH O(KCl(KCl NHH ONHH ONHH ONHH ONHH O 0.141 525 0.1 1000 2030 271.5 10 0.01344 a c K GR ccR 2 2 2 5 4 3 0.013440.1 1.834 10 11 0.013 NHOH NHH O441 K cc cc ca ca c c 7.8 25 时水的电导率为 5.510-6 Sm-1，密度
14、为 997.0kgm-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：(H+) = 349.6510-4Sm2mol-1，(OH-) = 198.010-4Sm2mol-1。 m m 解： 22 m2 222 (H O)(H O) (H O) (H O)(H O) /(H O) kk cM 6 1121 3 5.5 10 9.93 10S mmol 997.09 10 /18 m2m2 + m2 mm 1121 9 421 H OH O = H OH+OH 9.929 10S mmol =1.813 10 3.49.65+198.01
