中南大學(xué)物化課后習(xí)題答案 8章 電解質(zhì)溶液

1、第8章 電解質(zhì)溶液1.用氧化數(shù)法配平下列反應(yīng)式：As2S3(s)+HNO3(濃)H3AsO4 + H2SO4 + NO2 + H2OFeS2(s) + O2Fe2O3(s) + SO2Cr2O3(s) + Na2O2(s)Na2CrO4(s) + Na2O(s)S + H2SO4(濃)SO2 + H2O 2.用鉑電極電解氯化銅CuCl2溶液，通過的電流為st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue

2、="20" UnitName="a">20A，經(jīng)過15分鐘后，在陰極上能析出多少克銅?在陽極上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯氣? （答案：2.297 dm3）解：（1）在陰極 Cu2+ 2e Cu析出銅 (2) 在陽極 2Cl- Cl2(g) + 2e析出氯 3.一電導(dǎo)池中裝入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K時測得其電阻為453。已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的電導(dǎo)率為0.2768S·m-1。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積的濃度為0.55g·dm-

3、3的CaCl2溶液，測得電阻為1050。計算電導(dǎo)池常數(shù)、該CaCl2溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率m(1/2CaCl2)。（答案：125.4 m-1，0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）解：（1）電導(dǎo)池常數(shù)G（2）CaCl2的電導(dǎo)率(3) 摩爾電導(dǎo)率4.在298K，H + 和HCO-3的離子極限摩爾電導(dǎo)率H+ =3.4982×10-2S·m2·mol-1， HCO-3 = 4.45×10-3S·m2·mol-1。在同溫度下測得0.0275mol·dm-3H2CO3溶液的電導(dǎo)

4、率=3.86×10-3S·m-1，求H2CO3離解為H + 和HCO-3的離解度。（答案：= 3.56×10-3）解： 5.已知291K時NaCl ，NaOH及NH4Cl的極限摩爾電導(dǎo)率 分別為1.086×10-2，2.172×10-2及1.298×10-2S·m2·mol-1，291K時0.1及0.01mol·dm-3NH3·H2O的摩爾電導(dǎo)率m分別為3.09和9.62S·cm2·mol-1，利用上述實測數(shù)據(jù)求0.1及0.01mol·dm-3NH3·H2

5、O的離解常數(shù)K。 （答案：K = 1.7×10-5）解：= 1.298×10-2 + 2.172×10-21.086×10-2 = 2.384×10-2 s?m2?mol-1(1) 0.1mol?dm-3 NH3?H2O(2) 0.01 mol·dm-3 溶液對氨水而言，在確定溫度下其電離平衡常數(shù)為定值，即6.在298.15K測得某電導(dǎo)池充以0.01mol·dm-3KCl溶液的電阻為484，用同一電導(dǎo)池充以不同濃度的NaCl水溶液，在298.15K測得電阻值如下表：濃度c /mol·dm-30.00050.0010

6、0.00200.0050電阻R /10910549427721128.9試計算表列不同濃度NaCl溶液的摩爾電導(dǎo)率；以m對c作圖，用外推法求NaCl溶液的極限摩爾電導(dǎo)率。（答案： 0.01251，0.01242，0.01231，0.01209 S·m2·mol-1 （2） 0.01270 S·m2·mol-1）解: 查表知 298K下0.01mol?dm-3 的KCl水溶液的電導(dǎo)率為:k = 0?141s?m-1，以不同濃度c1溶液的電阻R1代入上式求得相應(yīng)的摩爾電導(dǎo)率如下表c1 (mol?dm-3) 0.0005 0.0010 0.0020 0.005

7、0m,1(S?m2?mol-1) 0.01251 0.01242 0.01231 0.012090.00236 0.03162 0.04472 0.07071(2) 以m,1對作圖，將圖中直線部分外推至=0時得,NaCl = 0.01270S?m2?mol-17. 298K時，濃度0.100mol·dm-3的NaCl水溶液中，Na + 與Cl -的離子淌度分別為UNa+ = 4.26×10-8m2?V-1?s-1和UCl- = 6.80×10-8m2?V-1?s-1，試求該溶液的摩爾電導(dǎo)率和電導(dǎo)率。（答案： 106.7 S?m2?mol-1， 1.07 S?m-1

8、）解: m = (UNa+ + UCl-)F= (4.26×10-8 + 6.8×10-8)×96500 = 1.067×10-2 S ?m2 ?mol-1k =m?c?103 = 1.067×10-2×0.100×103 = 1.067 S ?m-18.LiCl的極限摩爾電導(dǎo)率是115.03×10-4S?m2?mol-1，在298KLiCl溶液陰離子的遷移數(shù)外推到無限稀釋處的值是0.6636，試計算Li + 和Cl-離子的摩爾電導(dǎo)率和離子淌度。（答案：Li+ = 38.7×10-4， Cl- = 76.

9、33×10-4 S?m2?mol-1，ULi+ = 4.01×10-8，UCl- = 7.91×10-8 m2?V-1?s-1）解: Cl -的摩爾電導(dǎo)率:Cl- = t-?m,LiCl = 0.6636×115.03×10-4 = 76.33×10-4S?m2?mol-1Li+的摩爾電導(dǎo)率: Li+ = m,LiClCl- = (115.0376.33 )×10-4 = 38.70×10-4 S?m2?mol-1離子淌度: 9. 0.01mol?dm-3的BaCl2水溶液在298.15K時的電導(dǎo)率為0.238S?

10、m-1，此溶液中Ba2 + 離子的遷移數(shù)為0.4375，試求出此溶液中Ba + 和Cl-1離子的淌度。（答案：UBa2+ = 5.39×10-8，UCl- = 6.94×10-8 m2?V-1?s-1）解: m = k?10-3/c = 0.238×10-3/0.01 = 0.0238s?m2?mol-1 Ba2+ = t+?m = 0.04375×0.0238 = 0.0104s?m2?mol-1m = Ba2+ +2-Cl-Cl- =0.5 × (m Ba2+) = 0.5 × ( 0.02380.0104 ) = 0.0067

11、S?m2·mol-1i =ziFUi 10. 在遷移數(shù)測定管中，裝入一定濃度的鹽酸溶液，在兩鉑電極間電解一定時間，測得電解前陰極區(qū)含Cl -離子0.2654g，電解后含0.1362g，串聯(lián)在電路中的庫侖計銅片質(zhì)量增0. 6464g，計算H + 和Cl -的遷移數(shù)。（答案：t= 0.8198，t= 0.1802）解: 通過溶液的總電量: 0.6464/32 = 0.0202F電解后陰極區(qū)損失Cl -的物質(zhì)的量等于Cl -所遷移的法拉第數(shù):(0.026540.1362)/35.50.1292/35.53.639×10-3F故 ，t+ = 1t- = 0.819811. 用銅電極

12、電解CuSO4溶液(每100 g溶液中含10.06 g CuSO4)。通電一定時間后，測得銀電量計析出0.5008 g銀，并測知陽極區(qū)溶液重54.565g,其中含CuSO4 5.726 g.試計算CuSO4溶液中離子的遷移數(shù)和. （答案：t+ = 0.2897，t- = 0.7103）解: MCuSO4 = 159.61， MAg =107.9陽極上yCu2+反應(yīng)的物質(zhì)的量等于通過溶液的總電量0.5008/107.9 = 4.641×10-3F通電后陽極區(qū)：WCuSO4 = 5.726gWH2O = 54.565 - 5.726 = 48.839通電前陽極區(qū)： 陽極yCu2+遷移量：

13、 n遷出= n原有 + n產(chǎn)生n通電后，12.在298.15K時，將濃度為33.27×10-3 mol·dm-3的CdCl3溶液注入毛細(xì)管中,再小心地注入73×10-3的LiCl溶液，使兩種溶液間保持明顯的分界面.如果通過5.594mA電流，3976秒后，界面向下移動的距離相當(dāng)于1.002cm3溶液在管中所占長度,試求Cd3+和Cl-離子的遷移數(shù)。（答案：t+ = 0.4338，t- = 0.5662）解: 1.002 cm3溶液中所含Cd3+的物質(zhì)的量為：3×33.27×10-3×1.002×10-3=1.0001

14、5;10-4 mol13. 298K時,SrSO4的飽和水溶液電導(dǎo)率1.482×10-2 S·m-1，純水電導(dǎo)率為1.5×10-4 S·m-1。若已知該溫度下離子摩爾電導(dǎo)率m(ySr2+) = 59.46×10-4 S·m2·mol-1, m(ySO4=) = 79.8×10-4 S·m2·mol-1，計算SrSO4此時在水中的溶解度。 （答案：S = 5.27×10-4mol·dm-3）解：m(SrSO4)= 2m(ySr2+) +2m(ySO4=)= (59.46

15、5;10-4+79.8×10-44)×2 = 0.027852 S·m2·mol-1k(SrSO4) = k(溶液)k(純水) = 1.462×10-21.5×10-4 = 0.01467 S·m-1溶解度 14. 已知298K時AgBr的溶度積Ksp=6.3×10-13 mol2·dm-6，純水電導(dǎo)率為1.5×10-4 S·m-1，計算298K時AgBr飽和水溶液的電導(dǎo)率.（答案：= 1.61×10-4 S·m-1）解：查表知：,Ag+ = 61.92×

16、10-4 S·m2·mol-1 ; ,Br- = 70.4×10-4 S·m2·mol-1因此，m,AgBr = + - = 140.32×10-4 S·m2·mol-1（取c=1mol·L-1），而所以：15.得用德拜-休克爾極限公式計算0.002 mol·L-1MgCl2水溶液在298K時Mg2+和Cl-離子的活度系數(shù)和平均離子活度系數(shù)。 （答案：+ = 0.6955，- = 0.9132，±= 0.8340）解：溶液的離子強(qiáng)度為，289K水溶液A = 0.509 mol-1/2&

17、#183;L1/2或 16. 某水溶液中含有0.01mol·dm-3的FeCl3和0.06mol·dm-3的HClO4，計算該溶液的離子強(qiáng)度。 （答案：I = 0.12 mol·dm-3）解： cFe3+ = 0.01 mol·dm-3，cH+ = 0.06 mol·dm-3，cCl - = 0.03 mol·dm-3，cClO4- = 0.06 mol·dm-317. 某水溶液中含有0.01mol·dm-3的NaCl,0.003mol·dm-3的NaSO4以及0.007mol·dm-3的MgC

18、l2，計算該溶液在298K時其中各種離子的活度系數(shù)和各種鹽的平均活度系數(shù)。（答案：0.04；0.823；0.459；0.823；0.678 ）解：Na+=0.01 +2×0.003 = 0.016 mol·dm-3= c1, Cl- = 0.01+2×0.007=0.024 mol·dm-3 = c2Mg2+ = 0.007 mol·dm-3 = c3, = 0.003 mol·dm-3= c4對于離子：一價離子：lgi= -0.08483 i = 0.8226二價離子：lgi= -0.3393 i = 0.4578對于鹽的：NaCl

19、： ， MgCl2或Na2SO4：，18. AgBrO3在298K的溶度積為5.77×10-5，試用德拜-休克爾極限公式分別計算它在純水中和0.01mol·dm-3KBrO3水溶液中的溶解度(設(shè)在純水中= 1)。（答案：0.0084；0.0051 mol·dm-3）解：（1）在純水中： （取c=1mol·L-1）設(shè)= 1，則，故 S 0 = 0.007596因此，（2）在0.01mol·dm3 KBrO3中：（取c=1mol·L-1）先不考慮溶解AgBrO3對離子強(qiáng)度的影響，則：進(jìn)行一次逼近：進(jìn)行二次逼近：進(jìn)行三次逼近：進(jìn)行四次逼近：

20、進(jìn)行五次逼近：S6與S5的相對誤差只有3.3，因此可認(rèn)為AgBrO3的溶解度S =0.0051 mol·dm-319. 298K時Ba(IO3) 2在純水中的溶解度為5.46×10-4mol·dm-3，假定可以應(yīng)用德拜-休克爾極限公式，試計算該鹽在0.01mol·dm-3CaCl2水溶液中之溶解度。（答案：7.5659×10-4 mol·dm-3）解：Ba(IO3)2在純水中溶解度c0 = 5.46×10-4 mol·dm-3(1) 求Ka設(shè) Ba(IO3)2在0.01mol·dm-3 CaCl2溶液中的

21、溶解度為c，則：逐步逼近：令c = c0 = 5.46×10-4二次逼近：令c = c1 =7.535×10-4三次逼近：令c = c2 =7.5655×10-4四次逼近：令c = c3 =7.566×10-4 Ba(IO3)2在0.01 mol·dm-3CaCl2中的溶解度為7.566×10-4 mol·dm-320. 某電導(dǎo)池先后充以0.001mol·dm-3HCl,0.001mol·dm-3NaCl和0.001mol·dm-3NaNO3三種溶液，分別測得電阻為468，1580和1650。已

22、知NaNO3的摩爾電導(dǎo)率為1.21×10-2S·m2·mol-1。如不考慮摩爾電導(dǎo)率隨濃度的變化，試計算0.001mol·dm-3NaNO3溶液的電導(dǎo)率；電導(dǎo)池常數(shù)；此電導(dǎo)池充以0.001mol·dm-3HNO3溶液時的電阻和HNO3的摩爾電導(dǎo)率。（答案：1.21×10-4 S·m-1 ；5cm；475，421 S·cm2·mol-1）解： (1) NaNO3溶液電導(dǎo)率(2) 電導(dǎo)池常數(shù)(3) 0.001 mol·dm-3 HNO3溶液的電阻和摩爾電導(dǎo)率21. 某溫度下純水的電導(dǎo)率為4.3×10-5S·m-1，在同溫度下加入AgCl，并達(dá)飽和后溶液的電導(dǎo)率為1.550×10-4S·m-1。若在1V·cm-1電場作用下，Ag + 和Cl-離子在無限稀溶液中的絕對速率分別為5.6×10-6和6.8×10-6cm·s-1 ，計算該溫度下AgCl的溶度積。（答案：1.5877×10-10）解：電勢梯