第七章电化学答案(可编辑修改word版)

第七章 电化学

第七章 电化学

7.1 用铂电极电解 CuCl 2 溶液。通过的电流为20A ，经过 15min 后，问：⑴在阴极上能析出多少质量的Cu ？⑵在阳极上能析出多少体积的27℃、100kPa 下的 Cl 2(g) ?

解：⑴ 阴极反应：Cu 2++2e -=Cu

阳极反应：2Cl -=Cl 2+2e -

电解反应：Cu 2++2Cl -= Cu + Cl 2

溶 液 中 通 过 的 电 量 为 ： Q=I·t =

20A×15×60s=18000C

由法拉第定律和反应进度知：

= Q

zF = ∆n (Cu) = (Cu) m (Cu) / M (Cu)

(Cu)

∴ m (Cu) = Q ⋅(Cu) ⋅ M (Cu) = zF 18000C ⨯ 64g/mol

2 ⨯ 96485.309C/mol

= 5.969g

⑵

=

∆n (Cl 2 )

(Cl 2 )

∆n (Cl 2 ) = n (Cl 2 ) - 0 =(Cl 2 ) ⋅= 0.0933mol

3 ∴ V =

nRT p

= 0.0933⨯ 8.314 ⨯ 300.15 dm 3

100 = 2.328dm 3

7.3 用银电极电解 AgNO 3 水溶液。通电一段时间后，阴极上有 0.078g 的 Ag(s)析出，阳极区溶液质量23.376g ，其中含 AgNO 3 0.236g 。已知通电前溶液浓度为 1kg 水中溶有 7.39g 的 AgNO 3。 求 t(Ag +)和

t(NO -)。

解：方法一：

t = 阳离子迁出阳极区的物质的量

+ 发生电极反应的物质的量

电解后阳极区溶液质量 23.376g ，其中含 AgNO 3 0.236g ，设电解前后水量不变，则电解前阳极区

AgNO 3 的量为：

m (AgNO 3 ) =

7.39 ⨯ (23.376 - 0.236) g =0.1710g

1000

电解过程阳极反应为：Ag = Ag ++e -产生的 Ag +溶入阳 极区。 因此迁出阳极区的 Ag +的 物质的量为：

n 迁出 = n 电解前 - n 电解后+n 反应

2

3 第七章 电化学

t (Ag + ) = n 电解前 - n 电解后+n 反应 = (m 电解前 - m 电解后) / M(AgNO 3 ) +1

n 反应

m Ag / M(Ag)

= (0.171- 0.236) / 169.94 +1 = 0.471

0.078 / 107.9

t (NO -

) = 0.529

方法二：

t = 阴离子迁出阴极区的物质的量 = 阴离子迁入阳极区的物质的量 - 发生电极反应的物质的量 发生电极反应的物质的量

t (NO - ) = n (电解后）- n (电解前）= [m 电解后 - m 电解前] / M(AgNO 3 )

3 n (反应) m (反应) / M(Ag)

= (0.236 - 0.171) / 169.94 0.078 / 107.9 = 0.529

t (Ag + ) = 0.471

7.5 已知25℃时0.02mol/dm 3KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在 25℃时测知其电阻为 453Ω。在同一电导池中盛入同样体积的质量浓度为 0.555g/dm 3 的 CaCl 2 溶液， 测得电阻为1050Ω。计算：⑴电导池系数；⑵CaCl 2 溶液的电导率； ⑶CaCl 2 溶液的摩尔电导率。

R 2 R 4

= = 解：

1 A

⑴ G = R = l

=

K cell ∴ K cell = ⋅ R = 0.2768S / m ⋅ 453Ω = 125.39m -1

⑵ (CaCl ) =

K ceell

X

⑶

= 125.39m -1

1050Ω

=0.1194S/m

= =

m c 0.1194S/m (0.555⨯103 / 110.98)mol ⋅ m -3

= 0.02388S ⋅ m 2 ⋅ mol -1

7.7 25℃时将电导率为 0.141S/m 的 KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为 525Ω。在同一电导池中装入 0.1mol/dm 3 的 NH 4OH 溶液，测得电阻为 2030Ω。利用表 7.3.2 中的数据计算 NH 4OH 的解离度α 及解离常数 K 。

解：电导池常数为：

K cell = ⋅ R = 0.141S / m ⋅ 525Ω = 74.025m -1 (NH OH) = K cell

X 74.025m -1

0.03647S / m 2030Ω

4

∞ =

= 4 ( 第七章 电化学

0.03647S/m

-4 2 -1

m = c

= 0.1⨯103 m ol ⋅ m -3

= 3.647 ⨯10 S ⋅ m ⋅ mol

∞ = ∞ (NH + ) + ∞ (OH - ) = (73.4 +198.0) ⨯10-4 S ⋅ m 2 ⋅ mol -1

m

m

4

m

= 271.4 ⨯10-4 S ⋅ m 2 ⋅ mol -1

∴

=

m m

3.647 ⨯10-4

271.4 ⨯10-4

0.01344

NH 4OH = NH + + OH -

初始 c 0 0 平衡 c(1-α)

cα

cα

2

c

0.013442

K =

⋅ = ⨯ 0.1 = 1.831⨯10-5 1-

c $ 1- 0.01344

7.11 现有 25℃、0.01mol/kg 的 BaCl 2 水溶液。计算溶液的离子强度 I 以及 BaCl 2 的平均离子活度因子和平均离子活度。 解

：

I = 1 ∑b z 2 = 1 (b z 2 + b z 2 ) 2 B B 2

+ + - -

= 1 b ⨯ 22

2

+ 2b ⨯（- 1）2 ) = 3b = 0.03mol/kg 由德拜-休克尔极限公式：