第八章电解质溶液.docx
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第八章电解质溶液
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5A，电流效应为100%。
如欲获得1m3H2（g），需通电多少时间？
如欲获得1m3O2（g）,
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：
1003.56596.435kPa
则放出H2的物质的量为
P分VO2
96.435
1
n（H2）
8.314
38.66mol
RT
300
放出O2的物质的量为
P分VO2
96.4351
n（O2）
38.66mol
RT
8.314300
则
QZF38.66296500
Q
38.66296500
t
414.5（h）
I53600
而O2的Z4
Q
38.66
496500
t
5
829（h）
I
3600
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
1.0moldm3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。
解：
Cu2
2e
Cu
Q实际
zF
=WCu
=
30.4g
0.478mol
MCu
63.6gmol1
Q实际
296500
0.47892254（C）
Q理论
zF
2H2O
2e
H2
2OH
1.00.6
==0.3mol
Q理论2965000.357900（C）
电流效率为：
Q理论57900100%62.8%
Q实际92254
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1molCu,理论上得到2molNaOH。
1
nNaOH
=0.3
电流效率为：
2
100%=62.8%.
nCu
0.478
3.用银电极来电解AgNO3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,AgNO30.236g，已知原来所用溶液的浓度为每克
水中溶有AgNO30.00739g。
试计算Ag
和NO3
的迁移数。
解：
电解出Ag的物质的量为n
0.078
7.23
104mol
107.9
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前
n后（设水在电解后质量不变）
n前
0.00739
23.14
1.01
103mol
169.9
n后
0.236
1.39
104mol
169.9
阳极
Ag（s）
e
Ag（aq）
又n后
n前
n电
n迁
则n迁
n前
n电
n后
1.01
103
7.23
104
1.39104
3.43104mol
所以Ag
的迁移数为：
tAg
n迁
3.43
104
0.47
n电
7.23
104
tNO3
1tAg
1
0.47
0.53
4.在298K时，以AgAgCl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）1.494103，通电后在质量为120.g9的9阴极部溶液中
w（KCl）1.9404103，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）e
Ag（s）
Cl
（aq）
通电前后，阴极部K
的迁移量为
n迁
n后n前
120.99
1.9404
103
120.99
1.4941
103
74.6
74.6
（3.147
2.423）
10
3
7.24
104mol
n电
0.16024
1.485
103mol
107.9
n迁7.2410
K的迁移数t（K）
n电1.48510
4
30.488
t（Cl）1t（K）0.512
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（NO3）2溶液，该溶液的浓度为每1000g水中
含有Pb（NO3）216.64g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
极部溶液质量为62.50g，经分析含有Pb（NO3）21.151g。
试计算Pb2
的迁移数。
解：
nAg
WAg
0.1658
10
3
mol,（Ag
e
Ag）
MAg
1.54
107.9
通电后，阳极部的
Pb2向阴极移动，电极上Pb2e
Pb2。
阳极部水的质量为：
62.51.15160.985g
通电前后水的质量不变，则通电前Pb（NO3）2的质量为：
60.98516.641.015g
1000
n后n前n迁n电，n迁n电n前n后
n迁
1
10
3
）
1.015
1.151
7.710
4
4.110
4
3.610
4
（mol）
（1.54
（
331.2
）
2
Pb
2
的迁移数为：
n迁
3.6
104
0.468
n电
7.7
104
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
[Agn（CN）n]z
中n,m,z的值；
（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
Ag（s）
同时
[
（
）
]z
作为阴离子向阳极移动。
每通过
1mol电子的电荷量，析出
AgnCNn
1molAg。
所以[Agn（CN）n]z
中Ag的物质量为1.4
1
0.4mol。
n:
m0.4:
0.8
1:
2
因为
t（K
）
0.6
0.6
1
t（[Agn（CN）m]z
）
1
0.6
0.4
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CuSO415.96g，
NH317.0g。
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
CuSO42.091g，NH31.571g。
试求：
（1）[Cu（NH3）x]2
离子中的x值；
（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：
103.662.091
1.571100（g）
通电前，
100g水中含CuSO4
的质量为15.96
1.596g
10
物质的量为：
n前
0.01mol
含有NH3为1.7g。
物质的量为
0.1mol。
注：
不能用通电前
nCu2
/nNH3
10作为x的值，因为
NH3可能过量，只能通过
[Cu（NH3）x]2的移迁来计算x的值。
通过0.01mol电子的电荷量，阳极部发生
Cu
2eCu2（aq）
n电
0.01
0.005mol
2
Cu2
的变化由于Cu电极中的Cu变成Cu2，同时[Cu（NH3）x]2向阳极移动。
n后
n前
n电
n迁
n迁
n前
n电
n后0.010.0050.0131
1.9
103mol
xn迁（NH3）/n迁（Cu2）
7.610
1.910
3
34
（2）t
n迁
1.9103
0.38
n电
5103
8、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
dm3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迁
cV
0.01065
1.5
（0.05）2
1.25
104（mol）
n电
Q
11.54
10322
60
1.58104（mol）
zF
1
96500
t（H）
n迁
1.25
10
4
0.79
n电
1.58
104
9、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：
r
H
u
dE
u
16
0.04（ms1）
dl
0.096
750
u
0.04
0.096
3.2107（m2s1V1）
750
16
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0.1moldm3的AgNO3溶液，施以20V电压，则所
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
AgNO3的摩尔电导
率
解：
溶液的电导
G
I
0.1976A
9.88
103S
U
20V
电导率
Gt
9.88
103s
0.12m
0.944sm1
A
3.14（2.0
102m）2
电池常数
Kcell
95.55m1
G
摩尔电导率为
mk
0.944
9.44
103smol1m2
c
0.1103
11、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
（1）盛Hg（l）时，测得电阻为0.99895
[1
是273.15K时，截面积为1.0mm2、长为1062.936mm的Hg（l）柱的电阻]。
当
（1），
（2）中
均盛以浓度为1.0moldm3的KCl溶液时，测得电阻为17565试求：
（1）电导池
（1）的电导池常数；
（2）在273.15K时，该KCl溶液的电导率。
解：
（1）电池
（1）的Kcell
l
1062.936103
1.063106m1
A
1
106
Kcell
k
R
G
（1），
（2）
盛有相同浓度的H2SO4溶液，
相同。
Kcell
（1）
R1
Kcell
（2）
R2
Kcell
（2）Kcell
（1）R2
1.063106
0.107811
1.146
105（m1）
R1
（2）KCl溶液的
GKcell
（2）
Kcell
（2）
1.146
10
5
6.524（Sm1）
R
17565
12.291K时，已知KCl和NaCl的无限稀释摩尔电导率分别为
m
10
2
Sm
2
mol
1
和
m
10
2
Sm
2
mol
1
K
和Na的
（KCl）1.2965
（NaCl）1.0860
迁移数分别为tK
0.496,tNa
0.397
。
试求在291K和无限稀释时：
（1）KCl溶液中K
和Cl
的离子摩尔电导率；
（2）NaCl溶液中Na和Cl的离子摩尔电导率。
解：
（1）
m（KCl）
m（K
）
m（Cl）
tK
m（K）
m（KCl）
m（K
）tK
m（KCl）
0.496
1.2965
102Sm2mol1
6.43
103Sm2
mol1
m（Cl
）
m（KCl）
m（K
）
1.2965
102
6.43
103
6.54103Sm2mol1
（2）同理
m（Na）
tNa
m（NaCl）
0.397
1.086
102S.m2.mol1
4.31103Sm2mol1
m（Cl
）
1.086
102
4.31
103
6.55Sm2mol
1.
13、298K时，在某电导池中盛以浓度为
0.01mol
dm3的KCl水溶液，测得电阻R为
484.0。
当盛以不同浓度的NaCl水溶液时测得数据如下：
c（NaCl/mol
dm3）
0.0005
0.0010
0.0020
0.0050
R/
10910
5494
2772
1128.9
已知298K时，在某电导池中盛以浓度为
0.01mol
dm3
的KCl水溶液的电导率为
（KCl）0.1412Sm1，试求：
（1）NaCl水溶液在不同浓度时的摩尔电导率
m
（
NaCl
）；（）
m（NaCl）
对
c
作
2
图，求NaCl的无限稀释摩尔电导率
m（NaCl）。
解：
（1）电池常数Kcell
G
R
0.142
484
68.728m1不同浓度下NaCl的
值
为：
c
0.0005mol
dm3，1
Kcell
68.728
0.00630S
m1
R1
10910
c
0.0010mol
dm3，2
Kcell
68.728
0.01251S
m1
R2
5494
c
0.0020mol
dm3，
Kcell
68.728
3
R3
0.02479Sm
2772
c
0.0050mol
dm3，
Kcell
68.728
4
R4
0.06088Sm
1128.9
1
1
m（NaCl）为
m（NaCl）
1
0.01260Smol
1
c1
m,2
2
0.01251Smol
c2
m,3
3
0.01240Smol
c3
m,4
4
0.01218Smol
c4
1
1
1
（2）对强电解质来说，
m
m（1
c）
m对c作图，截矩即为
，约为0.0127Sm2
mol1。
m
14、在某电导池中先后充以浓度为0.0010moldm
3的HCl，NaCl和NaNO3，分别
测得电阻为468
，1580
和1650
。
已知NaN3O溶液的摩尔电导率为
m（NaN3O）1.21
2
10S
2
m
1
m，设ol这些都是强电解质，其摩尔电导率不随浓度而变。
试计算：
（1）浓度为0.0010moldm3NaNO3溶液的电导率；
（2）该电导池的常数Kcell；
（3）此电导池如充以浓度为0.0010moldm3NaNO3溶液时的电阻及该NaNO3溶液的摩尔电导率。
解：
（1）NaNO3溶液的电导率为：
m（NaNO3）c
1.21
102
0.001
103
1.21102Sm1
（2）该电导池常数Kcell
R
1.21
102
1650
19.97m
1
（3）
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