中南大学物化课后习题答案8章电解质溶液.pdf

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第8章电解质溶液
:
AsS(s)+HNO(浓)→HAsO+HSO+NO+HO
233342422
FeS(s)+O→FeO(s)+SO
22232
CrO(s)+NaO(s)→NaCrO(s)+NaO(s)
2322242
S+HSO(浓)→SO+HO
2422
***化铜CuCl溶液,通过的电流为st1:chmetcnvTCSC="0"
2
NumberType="1"Negative="False"HasSpace="False"SourceValue="20"
UnitName="a">20A,经过15分钟后,在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出
,***气?(答案:)
解:(1)在阴极Cu2++2e→Cu
析出铜
(2)在阳极2Cl-→Cl(g)+2e
2
析出***
·dm-3的KCl水溶液,
Ω。·dm-·m-1。在同一电导池中
·dm-3的CaCl溶液,测得电阻为1050Ω。计算电
2
导池常数、该CaCl溶液的电导率和摩尔电导率Λ(1/2CaCl)。(答案:-1,
2m2
·m-1,·m2·mol-1):.
解:(1)电导池常数G
(2)CaCl的电导率
2
(3)摩尔电导率
,H+和HCO-的离子极限摩尔电导率λ+=×10-2S·m2·mol-1,λ
3H
-=×10-3S·m2·mol-1。·dm-3HCO溶液的电导
HCO323
率κ=×10-3S·m-1,求HCO离解为H+和HCO-的离解度。(答案:α=
233
×10-3)
解:
,×10-2,
4
×10-×10-2S·m2·mol-1,·dm-3NH·HO的
32
·cm2·mol-1,
m
·dm-3NH·HO的离解常数K。(答案:K=×10-5)
32:.
解:
=×10-2+×10-2-×10-2=×10-2
s?m2?mol-1
(1)?dm-3NH?HO
32
(2)·dm-3溶液
对氨水而言,在确定温度下其电离平衡常数为定值,即
·dm-3KCl溶液的电阻为484Ω,用同一
电导池充以不同浓度的NaCl水溶液,:
浓度c/mol·dm-
电阻R/
①试计算表列不同浓度NaCl溶液的摩尔电导率;:.
②以Λ对c作图,用外推法求NaCl溶液的极限摩尔电导率。
m
(答案:⑴,,,·m2·mol-1(2)
S·m2·mol-1)
解:?dm-3的KCl水溶液的电导率为:=0?141s?m-1
,
以不同浓度c溶液的电阻R代入上式求得相应的摩尔电导率如下表
11
c(mol?dm-3)
1
Λ(S?m2?mol-1)
m,1

(2)以Λ对作图,将图中直线部分外推至=0时得
m,1
Λ=?m2?mol-1
∞,NaCl
,·dm-3的NaCl水溶液中,Na+与Cl-的离子淌度分别
为U+=×10-8m2?V-1?s-1和U-=×10-8m2?V-1?s-1,试求该溶液的摩尔
NaCl
电导率和电导率。
(答案:⑴?m2?mol-1,⑵?m-1)
解:Λ=(U++U-)F
mNaCl
=(×10-8+×10-8)×96500=×10-2S?m2?mol-1:.
=Λ?c?103=×10-2××103=?m-1
m
×10-4S?m2?mol-1,在298KLiCl溶液阴离子的
,试计算Li+和Cl-离子的摩尔电导率和
离子淌度。
(答案:λ+=×10-4,λ-=×10-4S?m2?mol-1,U+=×10-8,
LiClLi
U-=×10-8m2?V-1?s-1)
Cl
解:Cl-的摩尔电导率:
λ-=t?Λ=××10-4=×10-4S?m2?mol-1
Cl-m,LiCl
Li+的摩尔电导率:
λ+=Λ-λ-=(-)×10-4=×10-4S?m2?mol-1
Lim,LiClCl
离子淌度:
?dm-?m-1,此溶液中
2
Ba2+,试求出此溶液中Ba+和Cl-1离子的淌度。
(答案:U2+=×10-8,U-=×10-8m2?V-1?s-1)
BaCl
解:Λ=?10-3/c=×10-3/=?m2?mol-1
m
λ2+=t?Λ=×=?m2?mol-1
Ba+m
Λ=λ2++2λ-
mBa-Cl
∴λ-=×(Λ-λ2+)=×(-)=
-ClmBa
S?m2·mol-1:.
Λ=|z|FU
iii
∴
,装入一定浓度的盐酸溶液,在两铂电极间电解一定时间,
测得电解前阴极区含Cl-,,串联在电路中的库仑
,计算H+和Cl-的迁移数。(答案:t=,t=)
+-
解:通过溶液的总电量:=
电解后阴极区损失Cl-的物质的量等于Cl-所迁移的法拉第数:
(-)/--×10-3F
故,t=1-t-=
+
()。通电一定时
44
间后,,,其中含CuSO
4
.(答案:t=,
4+
t=)
-
解:M=,M=
CuSO4Ag
阳极上Cu2+反应的物质的量等于通过溶液的总电量
=×10-3F
通电后阳极区:W=
CuSO4
W=-=
H2O:.
通电前阳极区:
阳极Cu2+迁移量:n=n+n-n
迁出原有产生通电后
,
,×10-3mol·dm-3的CdCl溶液注入毛细管中,
3
再小心地注入73×10-3的LiCl溶液,
,3976秒后,
占长度,试求Cd3+和Cl-离子的迁移数。
(答案:t=,t=)
+-
解:Cd3+的物质的量为:
3××10-3××10-3=×10-4mol
,×10-2S·m-1,
4
×10-4S·m-1。若已知该温度下离子摩尔电导率λ(Sr2+)=×10-4S·m2·mol-1,
m
λ(SO=)=×10-4S·m2·mol-1,计算SrSO此时在水中的溶解度。(答案:
m44
S=×10-4mol·dm-3)
解:Λm(SrSO)=2λ(Sr2+)+2λ(SO=)
4mm4
=(×10-4+×10-44)×2=·m2·mol-1:.
(SrSO)=(溶液)-(纯水)=×10-2-×10-4=·m-1
4
溶解度
=×10-13mol2·dm-6,
×10-4S·m-1,计算298K时AgBr饱和水溶液的电导率.(答案:κ=×10-4S·m-1)
解:查表知:λ+=×10-4S·m2·mol-1;λ-=×10-4S·m2·mol-1
∞,Ag∞,Br
因此,Λ=λ+λ=×10-4S·m2·mol-1
m,AgBr+-
(取cΘ=1mol·L-1),而
所以:
-·L-1MgCl水溶液在298K时Mg2+和
2
Cl-离子的活度系数和平均离子活度系数。(答案:γ=,γ=,
+-
γ=)

解:溶液的离子强度为
,289K水溶液A=-1/2·L1/2
:.
或
·dm-·dm-3的HClO,计算该溶
34
液的离子强度。(答案:I=·dm-3)
解:c3+=·dm-3,c+=·dm-3,c-=·dm-3,
FeHCl
c-=·dm-3
ClO4
·dm-3的NaCl,·dm-3的NaSO以及
4
·dm-3的MgCl,计算该溶液在298K时其中各种离子的活度系数和各种
2
盐的平均活度系数。
(答案:;;;;)
解:[Na+]=+2×=·dm-3=c,[Cl-]=+2×=
1
mol·dm-3=c
2
[Mg2+]=·dm-3=c,[]=·dm-3=c
34
:.
对于离子:
一价离子:lgγ=-=
ii
二价离子:lgγ=-=
ii
对于盐的:
NaCl:,
MgCl或NaSO:,
224
×10-5,试用德拜-休克尔极限公式分别计算
3
·dm-3KBrO水溶液中的溶解度(设在纯水中=1)。(答
3
案:;·dm-3)
解:(1)在纯水中:
(取cΘ=1mol·L-1)
设=1,则,故S===
0
:.
因此,
(2)·dm3KBrO中:
3
(取cΘ=1mol·L-1)
先不考虑溶解AgBrO对离子强度的影响,则:
3
进行一次逼近:
进行二次逼近:
:.
进行三次逼近:
进行四次逼近:
进行五次逼近:
:.
‰,因此可认为AgBrO的溶解度S=·dm-3
653
(IO)×10-4mol·dm-3,假定可以应用
32
德拜-休克尔极限公式,·dm-3CaCl水溶液中之溶解度。
2
(答案:×10-4mol·dm-3)
解:Ba(IO)在纯水中溶解度c=×10-4mol·dm-3
320
(1)求K
a
设Ba(IO)·dm-3CaCl溶液中的溶解度为c,则:
322
逐步逼近:令c=c=×10-4
0
:.
二次逼近:令c=c=×10-4
1
三次逼近:令c=c=×10-4
2
四次逼近:令c=c=×10-4
3
∴Ba(IO)·dm-×10-4mol·dm-3
322
·dm-3HCl,·dm-3NaCl和
·dm-3NaNO三种溶液,分别测得电阻为468,1580和1650Ω。已知NaNO
33
×10-2S·m2·mol-1。如不考虑摩尔电导率随浓度的变化,试
计算①·dm-3NaNO溶液的电导率;②电导池常数;③此电导池充以
3:.
·dm-3HNO溶液时的电阻和HNO的摩尔电导率。(答案:①×10-4S·m-1;
33
②5cm;③475Ω,421S·cm2·mol-1)
解:(1)
NaNO溶液电导率
3
(2)电导池常数
(3)·dm-3HNO溶液的电阻和摩尔电导率
3
×10-5S·m-1,在同温度下加入AgCl,并达饱和
×10-4S·m-1。若在1V·cm-1电场作用下,Ag+和Cl-离子
×10-×10-6cm·s-1,计算该温度
下AgCl的溶度积。(答案:×10-10):.
解:电势梯度为1V·m-1时离子的迁移速率称作离子淌度,故
Ag+:U=×10-4cm2·s-1·V-1=×10-8m2·s-1·V-1
+
Cl-:U=×10-4cm2·s-1·V-1=×10-8m2·s-1·V-1
-
λ=|z|FU
m,iii
Ag+和Cl-的|z|=1,所以
i
(取cΘ=1mol·L-1,)
即:
,·dm-
243
×10-×10-5mol·dm-3,·dm-3NaNO溶液中的平均
243
离子活度系数。(答案:)
解:(取cΘ=1mol·L-1)
设纯水中溶解度为S则=S
0o
(通常认为纯水中):.
在确定温度下,K为定值,则有
sp
所以
(2)若以德拜-体克尔极限公式计算,则:
故
·kg-1,
×10-4S·m2·mol-1。×10-4S·m2·mol-1,试用德
拜-休克尔极限公式计算该一元弱酸的离解常数K。(答案:×10-6)
a
解:HA?H++A-
电离度
c-=c+=α·c=×=×10-4mol·kg-1
AH
:.