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1、第八章 电解质溶液1在300K和100kPa压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。设所用直流电的压强 为5 A，电流效应为100 %。如欲获得1 m 3 H (g)，需通电多少时间？如欲获得1 m3 O (g),22需通电多少时间？已知在该温度下的饱和蒸汽压为3565Pa解：已知300K的饱和蒸汽压3565Pa，外压为100kPa则放出气体的分压为：100-3.565二96.435kPa则放出 H 的物质的量为2PV 96.435 x 17n 分 O2 = 38.66mol(H 2) RT 8.314 x 300放出o2的物质的量为n(O2)PV 分02RT96.435 x 18.314 x 3
2、00 38.66molQ g ZF 38.66 x 2 x 96500t - Q - 3&66x 2 x96500 414.5(h)1 5x 3600而O c的Z 42Q 38.66 x 4 x 96500 t 829(h)I5x 36002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1.0mol -dm-3的NaCl溶液0.6dm3，在与之串联的铜库伦计中析出了 30.4gCu(s)。试计算 该电解池的电流效率。Q实际皿W30.4 gg = = 0.478molM63.6g - mol-1Cu解： Cu 2+ + 2e CuQ实际 2x96500 x 0.4
3、78 92254( C)Q zF( 2H O + 2e H + 2OH -理论221.0 x 0.62=0.3 molQ 二 2x 96500 x 0.3 二 57900(C) 理论电流效率为：纟理论二57900 x100%二62.8%Q 92254实际或者由于电流经过溶液与库仑计，直接由两者物质的量求出电流效率，但两者得到 的电子数应一致，每析出ImolCu,理论上得到2molNaOH。1n电流效率为：x100%=62.8%.2 NaOH= 0.3 n0.478Cu3用银电极来电解AgNO水溶液。通电一定时间后，在阴极上有0.078g的Ag（s）析 出。经分析知道阳极部含有水23.14g,
4、AgNO 0.236g，已知原来所用溶液的浓度为每克3水中溶有AgNO 0.00739g。试计算Ag +和NO -的迁移数。330.078解：电解出Ag的物质的量为n = 7.23x 10-4mol107.9电解时阳极部分的Ag +向阴极部分移动阳极部分的Ag +变化的物质的量为n -n （设水在电解后质量不变）前后0.00739 x 23.14199=1.01 x 10-3 mol丽=1.39 x10-4 mo1阳极 Ag（s）- e Ag +（aq）贝U n = n + n 一 n = 1.01 x 10-3 + 7.23 x 10-4 一 1.39 x 10-4 = 3.43 x 10-
5、4 mol迁 前 电 后所以Ag +的迁移数为：t= 迁=0.47Ag + n7.23 x 10-4电t =1-t= 1 - 0.47 =0.53NO3-Ag +4在298K时，以Ag |AgCl为电极，电解KCl的水溶液。通电前溶液中KCl的质量分数为 w（KCl） = 1.494x10-3 ，通电后在质量为 120.99g 的阴极部溶液中w(KCl)二1.9404x 10-3，串联在电路中银库仑计有160.24mg的Ag(s)沉淀出来。试分别求K +和Cl -的迁移数解：在298K时，AgAgCl为电极，电解KCl的水溶液在阴极部 AgCl(s) 一e- T Ag + (s) + Cl-(
6、aq)通电前后，阴极部K +的迁移量为120.99x1.9404 x10-3 120.99x1.4941x10-3 n = n - n =-迁 后 前74.674.6二(3.147 2.423) x 10-3 二 7.24 x 10-4moln = 0.16024 = 1.485 x 10-3 mol 电 107.9K + 的迁移数 t= n迁=7.24 510-4 = 0.488(K+)n1.485x10-3电t=1-t= 0.512(Cl- )(K+ )K +和Cl-的迁移数分别为0.488、0.512。5、在298K时，用Pb(s)作电极电解Pb(NO )溶液，该溶液的浓度为每1000g
7、水中32含有Pb(NO ) 16.64g当与电解池串联库仑计中有0.1658g银沉积后就停止通电。已知阳32极部溶液质量为62.50g，经分析含有Pb(NO ) 1.151g。试计算Pb 2+的迁移数。32W解：n =As-Ag MAg=需=山 510-3 mOl，( Ag + e-T Ag)通电后，阳极部的Pb2+向阴极移动，电极上Pb-2e-T Pb2+。阳极部水的质量为：62.5-1.151 = 60.985g通电前后水的质量不变，则通电前Pb(NO )的质量为:3260-985 5 监=1-015 gn = n -n +n ， n =n +n -n后 前 迁 电 迁 电 前 后n =1
8、 (1.54x 10-3)+(1.015 -1.151)= 7.7 x 10-4 -4.1x10-4 = 3.6x 10-4(mol) 迁 2331.2Pb2+的迁移数为：迁=0.468n 7.7 x 10-4电6、以银为电极电解氰化银钾(KCN + AgCN)溶液时，Ag(s)在阴极上析出，每通过1mol电子的电荷量，阴极部失去1.40mol的Ag +和0.8mol的CN-，得到0.6mol的K +。 试求：(1) 氰化银钾络合物的化学表示式Ag (CN) z-中n,m, z的值；nn(2) 氰化银钾络合物中正负离子的迁移数。解：(1) Ag 为电极 Ag + + e-T Ag (s)同时
9、Ag (CN) z- 作为阴离子向阳极移动。每通过1mol 电子的电荷量，析出nn1molAg。所以Ag (CN) z-中 Ag 的物质量为 1.4 1二 0.4mol。nnn: m 二 0.4:0.8 二 1: 2因为 t (K +) = 0.6t(Ag (CN) z-) = 1 - 0.6 = 0.4nm.n值为1, m值为2, z值为1. (2)氰化银钾络合物中正离子的迁移数0.6; 负离子的迁移数0.4。7、在298K时，用铜电极电解铜氨溶液。已知溶液中每1000g水中含CuSO 15.96g，4NH 17.0g。当有0.01mol电子的荷量通过以后，在103.66g的阳极部溶液中含有
10、3CuSO 2.091g，NH 1.571g。试求：43(1) Cu(NH ) 2+离子中的x值；3x(2) 该络合物离子的迁移数。解：(1)通电后，103.66g溶液中含水的质量为：103.66-2.091 -1.571 = 100(g)通电前，100g水中含CuSO的质量为1596 = 1.596g4 10物质的量为： n = 0.01mol前含有NH为1.7g。物质的量为0.1mol。3注：不能用通电前 n /n=10 作为 x 的值，因为 NH 可能过量，只能通过Cu 2+ NH33Cu(NH ) 2+的移迁来计算x的值。3x通过O.Olmol电子的电荷量，阳极部发生Cu - 2e C
11、u2+ (aq)n = 0.005mol电 2Cu2+的变化由于Cu电极中的Cu变成Cu2+，同时Cu(NH ) 2+向阳极移动。 3xn = n +n -n后 前 电 迁n = n + n 一 n = 0.01+0.005 一 0.0131 = 1.9 x10-3 mol迁 前 电 后,7.6 x 10 -3,x = n / n = 4迁(NH3)迁(Cu2+)1.9 X10-32)n1.9 x10-3t =迁=n 5 x10-3电= 0.388、298K时，在用界面移动法测定离子迁移的数的迁移管中，首先注入一定浓度的某有色离子水溶液，然后在其上面小心地注入浓度为0.01065mol -dm
12、-3的HCl水溶液， 使其间形成一明显的分界面。通入11.54mA的电流，历时22min，界面移动了 15cm，已 知迁移管的内径为1.0cm，试求H +离子的迁移数。解：n = c - V = 0.01065 x 1.5x兀(0.05)2 = 1.25 x 10-4(mol)迁Q _ 11.54 x10-3 x 22 x 60 不 1x 96500=1.58x10-4(mol)n.t (H+)=迁= n电1.25 x10-41.58 x10-4= 0.799、在用界面移动法测定H +离子的电迁移率(淌度)时，在历时750h后，界面移 动了 4.0cm。已知迁移管两极之间的距离为9.6cm，电
13、位差为16.0V，设电场是均匀的。 试求H +离子的电迁移率。解：H +离子的运动速度为:dE 160.04r = u -= u -=(m - s-1)H+ dl + 0.0967500.04 0.096x75016=3.2x 10-7 (m2 - s-1 - V-1)10.某电导池内装有两个直径为 0.04m 并相互平行的圆形银电极，电极之间的距离为0.12m，若在电导池内盛满浓度为0.1 mol dm-3的AgNO溶液，施以20V电压，则所3得电流强度为0.1976A。试计算电导池常数、溶液的电导、电导率和AgNO 3的摩尔电导解：溶液的电导电导率0.1976A20V=9.88 x 10-
14、3 S0.12m3.14 x (2.0 x10-2 m)2=0.944s - m-1电池常数K = 95.55m-1cell Gk 0.944摩尔电导率为A = = 9.44 x 10-3 s - mol -1 - m 2m c 0.1x10311、用实验测定不同KCl溶液的电导率的标准方法为273.15K时，在(1)，(2)两个电导池中分别盛以不同液体并测其电阻。当在盛Hg(l)时，测得电阻为0.998950 10是273.15K时，截面积为1.0mm2、长为1062.936mm的Hg(l)柱的电阻。当 ，(2)中 均盛以浓度为1.0mol-dm-3的KCl溶液时，测得电阻为175650试求:(1)电导池(1
