中南大學(xué)物化課后習(xí)題答案 8 章 電解質(zhì)溶液

第頁(yè)第8章電解質(zhì)溶液1.用氧化數(shù)法配平以下反響式：As2S3(s)+HNO3(濃)→H3AsO4+H2SO4+NO2+H2OFeS2(s)+O2→Fe2O3(s)+SO2Cr2O3(s)+Na2O2(s)→Na2CrO4(s)+Na2O(s)S+H2SO4(濃)→SO2+H2O2溶液，通過的電流為st1:chmetcnvTCSC="0"NumberType="1"Negative="False"HasSpace="False"SourceValue="20"UnitName="a">20A，經(jīng)過15分鐘后，在陰極上能析出多少克銅在陽(yáng)極上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯氣〔答案：2.297dm3〕解：〔1〕在陰極Cu2+＋2e→Cu析出銅(2)在陽(yáng)極2Cl-→Cl2(g)+2e析出氯·dm-3Ω·dm-3·m-1·dm-3的CaCl2溶液，測(cè)得電阻為1050Ω。計(jì)算電導(dǎo)池常數(shù),該CaCl2溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率Λm(1/2CaCl2)?！泊鸢福?25.4m-1，0.1194S·m-1，0.02388S·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λH+×10-2S·m2·mol-1，λHCO-3×10-3S·m2·mol-1·dm-3H2CO3溶液的電導(dǎo)率κ×10-3S·m-1，求H2CO3離解為H+和HCO-3的離解度?！泊鸢福害痢?0-3〕解：5.291K時(shí)NaCl，NaOH及NH4Cl的極限摩爾電導(dǎo)率λ×10-2×10-2×10-2S·m2·mol-1·dm-3NH3·H2O的摩爾電導(dǎo)率λm·cm2·mol-1·dm-3NH3·H2O的離解常數(shù)K?！泊鸢福篕×10-5〕解：×10-2×10-2×10-2×10-2sm2mol-1(1)0.1moldm-3NH3H2O(2)0.01mol·dm-3溶液對(duì)氨水而言，在確定溫度下其電離平衡常數(shù)為定值，即·dm-3KCl溶液的電阻為484Ω，用同一電導(dǎo)池充以不同濃度的NaCl水溶液，在298.15K測(cè)得電阻值如下表：濃度c/mol·dm-3電阻R/Ω12①試計(jì)算表列不同濃度NaCl溶液的摩爾電導(dǎo)率；②以Λm對(duì)c作圖，用外推法求NaCl溶液的極限摩爾電導(dǎo)率。〔答案：⑴0.01251，0.01242，0.01231，0.01209S·m2·mol-1〔2〕0.01270S·m2·mol-1〕解:查表知298K下0.01moldm-3的KCl水溶液的電導(dǎo)率為:=0141sm-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(moldm-3Λm,1(Sm2mol-1(2)以Λm,1對(duì)作圖，將圖中直線局部外推至=0時(shí)得Λ∞,NaCl=0.01270Sm2mol-1·dm-3的NaCl水溶液中，Na+及Cl-的離子淌度分別為UNa×10-8m2V-1s-1和UCl×10-8m2V-1s-1，試求該溶液的摩爾電導(dǎo)率和電導(dǎo)率。〔答案：⑴106.7Sm2mol-1，⑵1.07Sm-1〕解:Λm=(UNa++UCl-)F×10-8×10-8)××10-2Sm2mol-1=Λmc103×10-2××103=1.067Sm-1×10-4Sm2mol-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(jì)算Li+和Cl-離子的摩爾電導(dǎo)率和離子淌度?！泊鸢福害薒i+×10-4，λCl-×10-4Sm2mol-1，ULi+×10-8，UCl-×10-8m2V-1s-1〕解:Cl-的摩爾電導(dǎo)率:λCl-=t-Λm,LiCl××10-4×10-4Sm2mol-1Li+的摩爾電導(dǎo)率:λLi+=Λm,LiCl－λCl-=(115.03－76.33)×10-4×10-4Sm2mol-1離子淌度:9.0.01moldm-3的BaCl2水溶液在298.15K時(shí)的電導(dǎo)率為0.238Sm-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?！泊鸢福篣Ba2+×10-8，UCl-×10-8m2V-1s-1〕解:Λm=10-3/c×10-3/0.01=0.0238sm2mol-1λBa2+=t+Λm×0.0238=0.0104sm2mol-1Λm=λBa2++2λ-Cl-∴λ-Cl-=0.5×(Λm－λBa2+)=0.5×(0.0238－0.0104)=0.0067Sm2·mol-1Λi=｜zi｜FUi10.在遷移數(shù)測(cè)定管中，裝入肯定濃度的鹽酸溶液，在兩鉑電極間電解肯定時(shí)間，測(cè)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(kù)侖計(jì)銅片質(zhì)量增0.6464g，計(jì)算H+和Cl-的遷移數(shù)。〔答案：t＋=0.8198，t－=0.1802〕F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):×10-3F故，t+=1－t11.用銅電極電解CuSO4溶液(每100g溶液中含10.06gCuSO4)。通電肯定時(shí)間后，測(cè)得銀電量計(jì)析出0.5008g銀，并測(cè)知陽(yáng)極區(qū)溶液重54.565g,其中含CuSO44溶液中離子的遷移數(shù)和.〔答案：t+=0.2897，t-=0.7103〕解:MCuSO4=159.61，MAg陽(yáng)極上Cu2+反響的物質(zhì)的量等于通過溶液的總電量×10-3F通電后陽(yáng)極區(qū)：WCuSO4WH2O通電前陽(yáng)極區(qū)：陽(yáng)極Cu2+遷移量：n遷出=n原有+n產(chǎn)生－n通電后×10-3mol·dm-3的CdCl3溶液注入毛細(xì)管中,再當(dāng)心地注入73×10-33溶液在管中所占長(zhǎng)度,試求Cd3+和Cl-離子的遷移數(shù)?！泊鸢福簍+=0.4338，t-=0.5662〕解:1.002cm3溶液中所含Cd3+的物質(zhì)的量為：3××10-3××10-3×10-4mol13.298K時(shí),SrSO4×10-2S·m-1×10-4S·m-1。假設(shè)該溫度下離子摩爾電導(dǎo)率λm(Sr2+×10-4S·m2·mol-1,λm(SO4=×10-4S·m2·mol-1，計(jì)算SrSO4×10-4mol·dm-3〕解：Λm(SrSO4)=2λm(Sr2+)+2λm(SO4=)×10-4×10-44)×2=0.027852S·m2·mol-1(SrSO4)=(溶液)－×10-2×10-4=0.01467S·m-1溶解度×10-13mol2·dm-6×10-4S·m-1，計(jì)算298K時(shí)AgBr飽和水溶液的電導(dǎo)率.〔答案：κ×10-4S·m-1〕解：查表知：λ∞,Ag×10-4S·m2·mol-1;λ∞,Br×10-4S·m2·mol-1因此，Λm,AgBr=λ+＋λ-×10-4S·m2·mol-1〔取cΘ=1mol·L-1〕，而所以：15.得用德拜-休克爾極限公式計(jì)算0.002mol·L-1MgCl2水溶液在298K時(shí)Mg2+和Cl-離子的活度系數(shù)和平均離子活度系數(shù)?！泊鸢福害?=0.6955，γ-=0.9132，γ=0.8340〕解：溶液的離子強(qiáng)度為，289K水溶液A=0.509mol-1/2·L1/2或·dm-3的FeCl3·dm-3的HClO4，計(jì)算該溶液的離子強(qiáng)度?！泊鸢福篒=0.12mol·dm-3〕解：cFe3+=0.01mol·dm-3，cH+=0.06mol·dm-3，cCl-=0.03mol·dm-3，cClO4-=0.06mol·dm-3·dm-3·dm-3的NaSO4·dm-3的MgCl2，計(jì)算該溶液在298K時(shí)其中各種離子的活度系數(shù)和各種鹽的平均活度系數(shù)?！泊鸢福?.04；0.823；0.459；0.823；0.678〕解：[Na+]=0.01+2×0.003=0.016mol·dm-3=c1,[Cl-]=0.01+2×0.007=0.024mol·dm-3=c2[Mg2+]=0.007mol·dm-3=c3,[]=0.003mol·dm-3=c4對(duì)于離子：一價(jià)離子：lgγi=-0.08483γi二價(jià)離子：lgγi=-0.3393γi對(duì)于鹽的：NaCl：，MgCl2或Na2SO4：，18.AgBrO3×10-5·dm-3KBrO3水溶液中的溶解度(設(shè)在純水中=1)?！泊鸢福?.0084；0.0051mol·dm-3〕解：〔1〕在純水中：〔取cΘ=1mol·L-1〕設(shè)=1，那么，故S0==因此，·dm3KBrO3中：〔取cΘ=1mol·L-1〕先不考慮溶解AgBrO3對(duì)離子強(qiáng)度的影響，那么：進(jìn)展一次靠近：進(jìn)展二次靠近：進(jìn)展三次靠近：進(jìn)展四次靠近：進(jìn)展五次靠近：S6及S5‰，因此可認(rèn)為AgBrO3的溶解度S=0.0051mol·dm-319.298K時(shí)Ba(IO3)2×10-4mol·dm-3·dm-3CaCl2×10-4mol·dm-3〕解：Ba(IO3)2在純水中溶解度c0×10-4mol·dm-3(1)求Ka設(shè)Ba(IO3)2·dm-3CaCl2溶液中的溶解度為c，那么：逐步靠近：令c=c0×10-4二次靠近：令c=c1×10-4三次靠近：令c=c2×10-4四次靠近：令c=c3×10-4∴Ba(IO3)2在0.01mol·dm-3CaCl2×10-4mol·dm-3·dm-3·dm-3·dm-3NaNO3三種溶液，分別測(cè)得電阻為468，1580和1650Ω。NaNO3×10-2S·m2·mol-1。如不考慮摩爾電導(dǎo)率隨濃度的變化，試計(jì)算①·dm-3NaNO3溶液的電導(dǎo)率；②電導(dǎo)池常數(shù)；③·dm-3HNO3溶液時(shí)的電阻和HNO3的摩爾電導(dǎo)率。〔答案：①×10-4S·m-1；②5cm；③475Ω，421S·cm2·mol-1〕解：(1)NaNO3溶液電導(dǎo)率(2)電導(dǎo)池常數(shù)(3)0.001mol·dm-3HNO3溶液的電阻和摩爾電導(dǎo)率×10-5S·m-1×10-4S·m-1。假設(shè)在1V·cm-1電場(chǎng)作用下，Ag+和Cl-×10-6×10-6cm·s-1×10-10〕解：電勢(shì)梯度為1V·m-1時(shí)離子的遷移速率稱作離子淌度，故Ag+：U+×10-4cm2·s-1·V-1×10-8m2·s-1·V-1Cl-：U-×10-4cm2·s-1·V-1×10-8m2·s-1·V-1λm,i=｜zi｜FUiAg+和Cl-的｜zi｜=1,所以〔取cΘ=1mol·L-1，〕即：22.298K時(shí)，Ag2CrO4·dm-3NaNO3×10-5×10-5mol·dm-3，試求Ag2CrO4·dm-3NaNO3溶液