天津大学物理化学第五版下册习题答案.docx
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天津大学物理化学第五版下册习题答案
第七章电化学
用铂电极电解CuCb溶液。
通过的电流为20A,经过15min后，问：
（1）在阴极上能
析出多少质量的Cu
（2）在的
27C,100kPa下阳极上能析出多少体积的的Cl2（g）
解：
电极反应为：
阴极:
2+
Cu+2e-tCu阳极：
2Cl-—2e-宀Cl2（g）
则：
z=2根据：
Q=nzF=lt
It20152,
9.32610molzF296500
,-2
因此：
m（Cu）=n（Cu）xM（Cu）=X10X=
又因为：
n（Cu）=n（Cl2）
nCu
pV（Cl2）=n（Cl2）rt
因此：
v（ci）（Cl）RT
0.09326&3143002.326dm3
100103
用Pb（s）电极电解PbNO溶液。
已知溶液浓度为1g水中含有X10冷。
通电一定时间
后，测得与电解池串联的银库仑计中有的银沉积。
阳极区的溶液质量为，其中含有，计算
Pb»+的迁移数。
解法1：
解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阳极区溶液
中Pb2+的总量的改变如下：
12+12+12+12+
n电解后（Pb）=n电解前（Pb）+n电解（Pb）-n迁移（Pb）22
12+
n电解后（Pb）
2
2+,
2+,
则：
n迁移（1Pb）=
2
22
12+12+
n电解前（Pb）+n电解（Pb）
22
12+
n电解（Pb）=
2
电解（Ag）=业L吐58
MAg107.9
1.537103mol
n电解前（才吋）
2
（62.501.151）1.6610
3
6.15010mol
电解后
331.2
1.151
一6.950103mol
331.212
1
n迁移（Pb>+）=X10-3+xx10-3=x10-4mol
2
t（Pb2）=门迁移2Pb
迁移
n电解（12Pb2）
解法2:
解该类问题主要依据电极区的物料守恒
空吓0.479
1.53710
（溶液是电中性的）。
显然阳极区溶液
中N03的总量的改变如下:
n电解后（NO3）=n电解前（NO3）+n迁移（NO3）
则：
n迁移（NO3）=n电解后（NO3）-n电解前（NO3）
n晞后（NO3）=n电解后
Gpb2）
6.950103mol
331.212
I2
n电解前（N°3f解前（2Pb）
（62.501.151）
2
1.6610
331.212
3
6.15010mol
-3-4
n迁移（NO3）=xx10=x10mol
t（NOj=
n迁移N6
n电解
4
8.010
1.537103
0.521
2+
则：
t（Pb）=1-t（NO3）=1-=
用银电极电解AgNO溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出的Ag,并知阳极区溶
液中，其中含。
已知通电前溶液浓度为1kg水中溶有
AgNG。
求Ag+和NO3迁移数。
解法1:
解法1:
解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阳
极区溶液中Ag+的总量的改变如。
n电解后（Ag+）=n电解前（Ag+）+n电解（Ag+）-n迁移（Ag+）
++++
则：
n迁移n电解前n电解n电解后
n电解（Ag）=
mAg
MAg
0.078
107.9
4
7.22910mol
n电解前（Ag）
23.3760.236
3
7.3910
169.87
1.007103mol
0.2363
n电解后（Ag）1.38910mol
169.87
+-3-3-4
n迁移（Ag）=x10+xx10=x10mol
t（Ag）
n迁移Ag
n电解
4
3.40310
4
7.22910
0.47
则：
t（NO3）=1-t（Ag+）=1-=
解法2：
解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阳极区溶液中NO3的总量的改变如下：
n电解后（NO3）=n电解前（NO3）+n迁移（NO3）
则：
n迁移（NO3）=n电解后（NO3）-n电解前（NO3）
n电解后（NOs）=r电解后（Ag）
0.236
169.87
3
1.38910mol
n晞前（NO3）=n电解前（Ag）
23.3760.236
7.39103
169.87
-3-4
n迁移（NO3）=xx10=x10mol
+
n电解（Ag）=
mAg
MAg
0.078
107.9
7.2291042mol
t（NOj=
n迁移NO3
4
3.82010
7.229104
0.53
则：
t（Ag+）=1-t（NO3）=1
在一个细管中，于・dm的GdCb溶液的上面放入・dm-3的LiCI溶液，使它们之间有一个明显的界面。
令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。
3976s
以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。
计算在实验温度25C
下，GdCl3溶液中的t（GcT）和t（Cl-）。
解：
此为用界面移动法测量离子迁移数。
溶液中所含GcT的物质的量为：
n（GcT）=cV=xx10-3=x10-5mol
所以GcT和Cl-的的迁移数分别为：
t（Ge3）
Q（Ge3）
Q
n（Ge3）zF
It
5
3.333710396500
5.5941033976
0.434
t（Cl-）=1-t（Gcf+）=1=
电导池中充以此溶液，在25C时测得
其电阻为453W在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为mol•dm-3的CaCb溶液，测得
电阻为1050Q。
计算
（1）电导池系数；
（2）CaCl2溶液的电导率；（3）CaCb溶液的摩尔
电导率。
解：
（1）电导池系数为
则:
KcellG
yell
R
即Kcell
K）ell=x453=
cell
125.4
R1050
0.1994Sm
（3）CaCb溶液的摩尔电导率
-0.1194110.9830.02388Sm2mol
c0.55510
21
.已知25C时mNH4CI0.012625Smmol,t（NH）=0.4907。
试计算
NH4及mCl。
解：
离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系
NH4
t（NHj
mNH4CI
°.4907°.°126256.195
32
10Sm
mol1
Cl
t（CI）mNH4CI
°.4907°.0126256.430
103Sm
2mol1
m，+
Cl
mNH4CI
mNH4
X10-3S-m2•
mol-1
25C将电导率为・m
-1的KCl溶液装入一电导池中,
测得其电阻为
525W在同一电导池
中装入mol•dm-3的NH・H2。
溶液，测得电阻为2030W
利用表中的数据计算NH・H2O的解
离度及解离常熟K"。
解：
查表知NH・H2O无限稀释摩尔电导率为
nh3h2o
NH4
OH
-4-4-42
=X10+198X10=X10S-m•mol
NH3H2O
NH3H2O
NH3H2O
cNH3H2OmNH3H2O
KcelGNH3出0
CNH3H2OmNH3H2O
0.141525
0.110002030271.510
0.01344
（KCl）R（KCI）
cNH3H2ORNH3H2OmNH3h2o
25
cNH
cOH
cNH3H2O
c
2
ca
1ac
2
0.013440.15
1.83410
10.013441
C时水的电导率为X10-6S-m-1，密度为・m
-2。
H2O中存在下列平衡：
HbOn
M+OH，计算此时HzO的摩尔电导率、解离度和H+的浓度。
已知:
m（H+）=X10-4S-m2•mol-1,
--42-1
m（OH）=X10S-m•mol。
解:
k（H2O）k（H2O）
m（H2O）
c（H2O）（H2O）/M（H2O）
99750?
103/189.931011Sm2mo「
mH2O
m出0
mH++mOH
9.9291011Sm2mol1
3.49.65+198.0104Sm2mol1
1.813109
c（H）ca（H2O）/M（H2O）a
9971.8131091.004
18
107molmd3
已知25C时水的离子积Kw=x10-14,NaOHHCI和NaCI的
分别等于S-m^mol1,
S-m2•mol-1和S-m2•mol-1。
（1）求25C时纯水的电导率;
（2）利用该纯水配制AgBr饱和水溶液，测得溶液的电导率k
（溶液）=X10-5S・m-1,
求AgBr（s）在纯水中的溶解度。
已知:
m（Ag+）=X10-4S-m2•mol-1,m（Br-）=X10-4S-m2•mol-1。
解：
（1）水的无限稀释摩尔电导率为
mHCl
mNaOH-mNaCl
21
=0.042616+0.024811-0.012645=0054777Smmol
纯水的电导率
Kw6
c（H）c（OH）ca
ce
，即：
ca
a=
H2O
即有：
H2O,KJLmH2O
4008101411030.0547775.50010-6Sm1
（2）K（溶液）=K（AgBr）+k（H2O）
即：
k（AgBr）=k（溶液）-k（HO）
=x10-5-X10-6=X10-5S-m-1
+-
mAgBrmAgBrmAgmBr
-4-4-22
=61.910+78.110=1.4010Smmol
mAgBr
AgBr
c
即c=
AgBr
mAgBr
1.114105
2~
1.4010
43
7.95710molm
应用德拜-休克尔极限公式计算25C时-kg-1CaCl2溶液中y（Ca2+）、丫（C「）和y士解：
离子强度
121221
Ibpz0.00220.002210.006molkg
2B2
根据：
lgi=-Az;2\I;lg=-A乙z|I
即有：
lg（Ca2）=-0.50922,0.006=-0.1577;（Ca2）=0.6995
lg（Cl）=-0.509-1
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