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1、v1.0可编辑可修改第八章习题解答1、在300K和100kPa压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。设所用直流电的强度为5A,电流效率为100%来电解稀H2SO溶液，如欲获得1m3氢气，须通电多少时间如欲获得1m3氧气，须通电多少时间已知在该温度下水的饱合蒸气压为3565Pa。解电解时放出气体的压力为1m3气体的物质的量为p=()Pa=96435Pan pV/(RT)(96435Pa) (1m3)(8.314J K 1 mol 1) (300K)38.6637mol氢气在阴极放出，电极反应为2H+2e -Hb(g)#A nB/ y bI) , zF根据法拉第定律，It=七zF=( A nB/ y
2、 b) - zF,t=(38.6637mol)- i放氢时，H2 1，z=2, t (1(5c siJ 2 (96500C mol 1) 1492418.82s。氧气在阳极放出，电极反应为 2H 2O-4e O2(g)+4H +放氧时,O21 , z=4, t(38.6637mol)八4 (96500C mol 1)1 (5C s 1)2984837.64sdm3的NaOH液，在与之串联的铜库2、用电解NaCl水溶液的方法制备 NaOH在通电一段时间后，得到了浓度为仑计中析出了 30.4g的Cu(s)。试计算该电解池的电流效率。解 析出Cu(s)的反应为Cu2+2e Cu电解NaCl水溶液制备
3、NaOH勺反应为阴极上的反应2H2O+2e - 2OH+H2(g)阳极上的反应2Cl -2e Cl 2(g)电解总反应为2H 2O+2NaCHCl 2(g)+H 2(g)+ 2NaOH即铜库仑计中若析出 1molCu(s),则理论上在电解池中可得到2 mol的NaOH 30.4g/63.54 g - mol-1 =,理论上可得到mol的NaOH实际只得到了的 NaOH所以电流效率为mol) x 100%=%-34、在298K时用Ag+AgCl为电极来电解 KCl水溶披，通电前溶放中KCl的质量分数为 w(KCl)= X 10 ,通电后在质量为120.99g的阴极部溶液中 w(KCl)= X10
4、-3。串联在电路中的银库仑计有的Ag(s)沉积出来，求 K和C的迁移数。解 通电后K+自阳极部迁入阴极部，总质量为120.99g的阴极部溶液中 KCl的质量和H2O的质量分别为：m(KCl)= 120.99gX X 10-3=0.2348gm(H2O)=120.76g0.2348g3n后 r 3.147 10 mol74.6 g mol 1计算通电前在 120.76g水中含KCl的物质的量:120.76g(1 1.4941 10 3)1.4941 10 33,1 2.422 10 mol74.6g mol0.16024g,八，八n1.485 10107.9g mol 13 mol在电极上 K不
5、发生反应,n 前(3.147 2.422)103mol 7.25 10 4moltK7.25 10 4mol1.485 10 3mol0.487tCl0.487 0.5135、在298K时电解用作电极的 Pb(NQ)2溶液，该溶液的浓度为每1000g水中含有 Pb(NO)2 16.64 g ,当与电解池串联的银库仑计中有 0.1658g银沉积后就停止通电。阳极部溶液质量为2+62.50g ,经分析含有 Pb(NQ)21.151 g,计算 Pb的迁移数。解阳极反应为Pb(s)-2e一 Pb2+阳极部水的质量为62.50g-1.151g=61.349g阳极部Pb2+的物质的量在通电前后分别为16.
6、64g1000 g61.349g_1331.2g mol3.082 103mol通电后生成Pb2+的物质的量1.151g331.2g mol 13.475 10 3moln电nAgzAg /Z0.1658gPb 107.9g mol 117.683210 4molPb2+迁移出阳极区的物质的量3.4.3.75 10 moln 前n 后 n 反(3.082 3.475 0.768) 10 mol工n迁3.75 10 moltp，0.488Pb n电 7.683 10 4mol9、在298K时，毛细管中注入浓度为x10-3mol - dm3的GdCb水溶液，再在其上小心地注入浓度为x10-2mol
7、 - dm3的LiCl水溶液，使其间有明显的分界面，然后通过的电流，历时3976s后，界面向下移动的距离相当于x10-3dm3溶液在管中所占的长度，求 GC3+离子的迁移数。3_33解 n迁(Gd 3 ) (1.002 10 3dm3) (33.27_33_510 3mol dm 3) 3.334 10 5mol发生反应生成 Gc3+离子的物质的量，反应为 Gd-3e Gc3+n反(Gd3 )It , n电Gd3笄1(5.5943110 3C s 1) (3976s)3 96500C mol 157.68 10 5 mol.n迁tGd3T-3.334 10 5molnfe57.68 10 5m
8、ol0.43413、298K时在某电导池中盛有浓度为dm3的KCl水溶液，测的电阻 R为Q。当盛以不同浓度 c的NaCl水溶液时测得数据如下:c/(mol dm-3)R/ Q1091054942772已知(1)NaCl水溶液在不同浓度时的摩尔电导率Atw(2)以A m对c作图，求NaCl的 m 。298K时 dm3的KCl水溶液的电导率为m1 ,试求(1)首先从已知条件计算出电导池常数Kcell = k /G= k R= m1) x )=68.34 m -1接下来从Kcell及所测得的电阻值 R计算不同浓度C时的电导率数值K ,然后再从电导率及浓度数值计算相应的摩尔 电导率，计算公式和所的结果
9、如下Kcellc/(mol dm3)R ；C C /(moldm3)1/2(2)以Am对Jc作图以A m对JC作图(如右)得一直线，把直线外推到C0时，得截距 m mol-1。根据公式m(1可知此截距就是m的值。即m(NaCl)= S m mol-115、298K时测得SrSQ饱和水溶液的电导率为x10-2S-m1,该温度时水的电导率为X10-4S m1。试计算在该条件下SrSQ在水中的溶解度。解 SrSO 4是一一种难溶盐k (SrSO4)= K (溶液)-K (H2O) = (X 10-2-1.5 X10-4)S -1 m-2X 10-1 mm ( 1 SrSO4)=2m ( Sr2+)+
10、2Iso2-)2=+-3x 10 S m mol-1x 10-2 S m - mol-1m (SrSO4)=2m ( 1 SrSQ)2=2xx 10-2 S m2 - mol-1x 10-2 S m mol-1c(SrSO4)(SrSO1.467 10 2Sm(SrSO4)2.786 10 2S m2 mol 1-3 mx 10-4 mol dm-3由于溶液浓度很稀，溶液的密度与溶剂的密度近似相等，所以c(SrSO4) =m(SrSQ)= x 10-4 mol - kg-1S= m(SrSO4)x M(SrSQ)=x 10-4 mol kg-1 xx 10-4 kg mol 1-5=X 101
11、7、291K时，纯水的电导率为X 10-6 S - m1。HbO可以部分电离成 H+和OH并达到平衡。求该温度下，H2O的摩尔电导率、离解度和 H+离子浓度。已知这时水的密度为998.6kg m3。解 m (H2O)= m( H +)+m ( OH )=+X 10-2 S m2 - mol-1 = x 10-2 S m2 - mol-1m(H2O) c(998.6kg3.8 10 6S m 1m 3)/(18.02 10 3kg mol 1)X 10-11 S- m2 - mol-1m = X 10-11 S- m2 - mol-1)/( mX 10-2 S m 2 - mol-1)-9=X
12、10cH3.8 10 6S m 153221 6.94 10 5mol m 35.478 10 2S m2 mol 1x 10-8mol -3dm 。18、根据如下数据,H2O(l)在298K时解离成H+和OH并达到平衡时的解离度和离子积常数KW 。已知298K时,水的电为 K(H2O)=X10-6S- m-1m(H ) 3.498 102s m2 mol 1 ,(OH )1.982210 2S m2mol 1 ,水的密度为 997.09kg - m -3 om (H2O)=m( H +)+m ( OH )=+X 10-2S m2 mol 1 =x 10 2S m2 - mol 1m(H2O)
13、c (997.09kg5.5 10 6S m 1m 3)/(18.02 10 3kg mol 1)-11=x 10S m2 - mol1m一=x 10m-11 S- m2 - mol-1)/(X 10-2 S m2。mol-1)-9=x 105.5 10 6S m 1CH221m 5.478 10 2S m2 mol 1431.004 10 4mol m 3=x 10-7mol dm-3 。KW c(H )/c 2 (1.004 10 7)2 1.008 10 1419、在298K时，浓度为 mol dm3的CHCOOH液在某电导池中测得电阻为2220 Q ,已知该电导池常数为36.7m-1。
14、试求在该条件下CH3COOH勺解离度和解离平衡常数。m(HAc)1 K cell136.7m 13c c R 0.01mol dm2220=X 10-3 S m2 mol-1m(HAc) m(H ) m(Ac ) (349.8240.9) 10 4 S m2 mol 1X 10-2 S m2 - mol-1m = X 10-3 S- m2 - mol-1)/(X 10-2 S- mm mol-1)2(c/c )K10.01 (0.0422)21 0.04221.86105。24、分别计算下列各溶液的离子强度(1)0. 025mol - kg-1 的 NaCl 的溶液；-1 ,(2)0.025mol
