華中科大金繼紅物化習(xí)題解答-146-165 第八章 電解質(zhì)溶液-考研試題資料系列

1、華中科大金繼紅物化習(xí)題解答-146-165 第八章 電解質(zhì)溶液-考研試題資料系列華中科大金繼紅物化習(xí)題解答-146-165 第八章 電解質(zhì)溶液-考研試題資料系列華中科大金繼紅物化習(xí)題解答-146-165 第八章 電解質(zhì)溶液-考研試題資料系列華中科大金繼紅物化習(xí)題解答-146-165 第八章 電解質(zhì)溶液-考研試題資料系列電解質(zhì)溶液 基本 公式1.Farday定律 2離子遷移數(shù) 3電導(dǎo)率 電導(dǎo)池常數(shù) 摩爾電導(dǎo)率 4.lausc經(jīng)驗(yàn)式 離子獨(dú)立移動(dòng)定律 Ostald稀釋定律 。弱電解質(zhì)的解離度 離子平均活度 離子平均活度系數(shù) 離子平均質(zhì)量摩爾濃度 電解質(zhì)B的活度 離子強(qiáng)度 Debe-Huckl極限公

2、式 習(xí) 題 詳 解1.在30K、0 kPa 壓力下，用惰性電極電解水以制備氫氣。設(shè)所用直流電的強(qiáng)度為5 A,電流效率為%。如欲獲得,需通電多少時(shí)間?如欲獲得，需通電多少時(shí)間？已知在該溫度下水的飽和蒸汽壓為 356 Pa .解 設(shè)產(chǎn)生的氧氣和氫氣均為理想氣體，則產(chǎn)生的氧氣或氫氣的物質(zhì)的量為 陽極反應(yīng) 陰極反應(yīng) 因電流效率為100%，根據(jù)Faraday 定律,獲得的需時(shí)間 同理，獲得的需時(shí)間為 . 用點(diǎn)解Nal 水溶液的方法制備aO，在通電一段時(shí)間后，得到了濃度為的NaOH溶液0。6,在與之串聯(lián)的銅庫(kù)倫計(jì)中析出了30。4 g u。計(jì)算該電解池的電流效率。 解 銅庫(kù)侖計(jì)中每析出1 mol銅在電解池中

3、理論上應(yīng)得到 2 mol的NH，則 而 故 3。 用銀電極來電解水溶液，通電一定時(shí)間后，在陰極上有0。078g的s析出。經(jīng)分析知道陽極部含有水23.g、 0。23g。已知原來所用溶液的濃度為每克水中溶有0。079g,試分別計(jì)算和的遷移數(shù)。解 電解前后，陽極部水的量不變。故電解前，陽極部含的物質(zhì)的量為 由陰極上析出的Ag的質(zhì)量可得電解的物質(zhì)的量為 電解后，陽極部含有的物質(zhì)的量為 電解前后,陽極部物質(zhì)的量的變化是有的遷出和g的電解所引起的則 所以和的遷移數(shù)分別為 4。在298時(shí),用為電極,電解Cl的水溶液，通電前溶液中l(wèi)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，通電后在質(zhì)量為10.9g陰極部溶液中，串聯(lián)在電路中的庫(kù)倫計(jì)中有6

4、0.24g的Ag沉積出來，求和的遷移數(shù)。解 通電后，陰極部含的物質(zhì)的量為 通電前后,陰極部含水的量不變。則通電前，陰極部含KCl的自量 故通電前,陰極部含的物質(zhì)的量為 通電前后，陰極部物質(zhì)的量的變化僅是由的遷入所引起的，則 由庫(kù)侖計(jì)可得 所以和的遷移數(shù)分別為 5 在98 K時(shí),用Pbs作電極電解溶液,該溶液的濃度為每100g 水中含有16。6g,當(dāng)與電解池串聯(lián)的銀庫(kù)侖計(jì)中有0.165 銀沉積時(shí)就停止通電。已知陽極部溶液質(zhì)量為250,經(jīng)分析含有1。11 g。計(jì)算的遷移數(shù)。解 通電后，陽極部含的物質(zhì)的量為 通電前后，陰極部水的量不變。則通電前，陰極部含的物質(zhì)的量為 由銀庫(kù)侖計(jì)沉積的Ag的質(zhì)量可得電

5、解的物質(zhì)的量為 通電前后，陽極部物質(zhì)的量的變化是由的遷出和Pb的電解所引起的，則 . 以銀為電極電解氰化銀鉀C+AgC溶液時(shí),A在陰極上析出。每通過1mol的電荷量,陰極部失去1. mol的和0mol 的，得到.mol的 ，試求:1 氰化銀鉀配合物的化學(xué)表達(dá)式中n、m、z的值。2 氰化銀鉀配合物中正、負(fù)離子的遷移數(shù).解1 通電時(shí),配離子遷向陽極，每通過1mol 電子的電荷量,應(yīng)有 1 m在陰極還原析出，據(jù)題意,則有的與配合成負(fù)離子遷向陽極,同時(shí)，陰極部還失去0。8 mol 的，所以 由題意可知，,故 7 在 28 K時(shí)，用銅電極電解銅氨溶液,已知溶液中每000 水中含 596、 7.0,當(dāng)有0

6、 ol電子的電荷量通過以后，在10.66 g 陽極部溶液中含有01 g 、571 .試求：1 離子中的x的值；該配合物離子的遷移數(shù).解 1通電后,陽極部含的物質(zhì)的量為 通電后，陽極部含的物質(zhì)的量為 通電前后，陽極部水的量不變。故通電前,陽極部含的物質(zhì)的量為 通電前，陽極部含的物質(zhì)的量為 根據(jù)題意，Cu電解為的物質(zhì)的量為 通電前后，陽極部物質(zhì)的量的變化是由的遷出和u的電解所引起的,則 通電前后,陽極部物質(zhì)的量的變化僅由的遷出所引起的,則故 2 。 98 時(shí)，在用界面移動(dòng)法測(cè)定離子遷移數(shù)的遷移管中，首先注入一定濃度的某有色離子溶液，然后在其上面小心地注入濃度為 0106 的Cl水溶液，使期間形成一

7、明顯的分界面.通入1.54 mA的電流，歷時(shí)22min。界面移動(dòng)了15cm。已知遷移管的內(nèi)徑為1.0 m,試求的遷移數(shù)。 解 遷移數(shù)的物質(zhì)的量為 9.在用界面移動(dòng)法測(cè)定的電遷移率淌度時(shí)，歷時(shí)50 后,界面移動(dòng)了4. cm .已知遷移管兩級(jí)之間的距離為6 cm，點(diǎn)位差為16.0 V，設(shè)電場(chǎng)是均勻的,試求的電遷移率。解 在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速率為 因電場(chǎng)是均勻的,故電場(chǎng)的電位梯度為 因 故的電遷移率為 0 某電導(dǎo)池內(nèi)裝有兩個(gè)直徑為0。04 m并相互平行的圓形銀電極，電極之間的距離為0.12 。若在電導(dǎo)池內(nèi)盛滿濃度為。1的溶液,施以20V的電壓,則所得電流強(qiáng)度為.196 。試求電導(dǎo)池常數(shù)、溶液的導(dǎo)電率和的

8、摩爾電導(dǎo)率.解 電導(dǎo)池常數(shù)為 溶液的電導(dǎo)為 溶液的電導(dǎo)率為 的摩爾電導(dǎo)率為 1。用實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同濃度溶液電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)方法為:3.15 K時(shí)，在、II兩個(gè)電導(dǎo)池中分別盛以不同液體并測(cè)其電阻。當(dāng)在I中盛gl時(shí),測(cè)得其電阻為.9951是27315 K時(shí),截面積為、長(zhǎng)為106。936m的Hg柱的電阻；當(dāng)I和II中均盛以濃度約為3的溶液時(shí)，測(cè)得I的電阻為的0。1781倍。若I中盛以濃度約為 的KCl溶液時(shí),測(cè)得電阻為765。試求: 1 電導(dǎo)池I的電導(dǎo)池常數(shù)，2 在273.15 K時(shí),該Cl溶液的電導(dǎo)率。解 1Hg的電阻率，當(dāng)時(shí), 2 122 時(shí),已知KCl和NaCl的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率分別為和，和的遷移數(shù)

9、分別為，試求在 29 K和無限稀釋時(shí), 1 C溶液中和的離子摩爾電導(dǎo)率；2 NaC溶液中和的離子摩爾電導(dǎo)率。解 1 2 3。 29 時(shí),在某電導(dǎo)池內(nèi)盛以濃度為01的KCl水溶液，測(cè)得電阻R 為484。0。當(dāng)盛以不同濃度的NaCl水溶液時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)如下：0.0005000100.000。5009105494272112. 已知298 K 時(shí),001的C水溶液電導(dǎo)率.試求：aCl 水溶液在不同濃度時(shí)的摩爾電導(dǎo)率；以對(duì)作圖,求NaCl的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率。 解 1 電導(dǎo)池常數(shù)為 而 故 將題給的數(shù)據(jù)代入上式，并注意把濃度由換算為，可得l水溶液在不同濃度時(shí)的摩爾電導(dǎo)率見下表0。51.02.05。以 對(duì)作

10、圖見圖 1，由圖中截距得 14.在某電導(dǎo)池中先后充以濃度均為0001的HC、a和，分別測(cè)得電阻為468 、150和160。已知溶液的摩爾電導(dǎo)率，設(shè)這些都是強(qiáng)電解質(zhì)，其摩爾電導(dǎo)率不隨濃度而變.試計(jì)算： 濃度為01溶液的電導(dǎo)率；2該電導(dǎo)池的常數(shù)；3此電導(dǎo)池如充以濃度為0.001溶液時(shí)的電阻及該溶液的摩爾電導(dǎo)率。解 1 溶液的電導(dǎo)率為 2 電導(dǎo)池常數(shù)為 3 HC 及NaCl溶液的摩爾電導(dǎo)率分別為 =則溶液的摩爾電導(dǎo)率為 溶液電阻為 15 98 K測(cè)得飽和溶液的電導(dǎo)率,該溫度時(shí)水的電導(dǎo)率.試計(jì)算該條件下在水中的飽和溶液的濃度.解 查表得98 K無限稀釋時(shí)和的離子摩爾電導(dǎo)率分別為和，故 16 298 時(shí)

11、，所用純水的電導(dǎo)率.試計(jì)算該溫度下飽和溶液的電導(dǎo)率。已知的溶度積 ，,。 解 飽和溶液的摩爾電導(dǎo)率為 飽和溶液的濃度為 則 故飽和溶液的電導(dǎo)率為 .91K 時(shí),純水的電導(dǎo)率,當(dāng)解離成和并達(dá)到平衡時(shí)，求該溫度下的摩爾電導(dǎo)率、解離度和的濃度。已知這時(shí)水的密度為99。解 水的摩爾電導(dǎo)率為 查表得,，則 水的解離度為的濃度為 18根據(jù)如下數(shù)據(jù)，求在9K時(shí)解離成和并達(dá)到平衡時(shí)的解離度和離子積常數(shù)。已知98 時(shí)，純水的電導(dǎo)率,水的密度為9。09。解 純水的摩爾導(dǎo)電率為 而 水的解離度為 的濃度為 19 在298 K時(shí)，濃度為001的Ac溶液在某電導(dǎo)池中測(cè)得電阻為222。已知該電導(dǎo)池常數(shù),求該條件下HA的解

12、離度和解離平衡常數(shù).解 查表得 ,，則 20畫出以下電導(dǎo)滴定的示意圖： 1 用OH 滴定； 2 用NaO滴定; 3用滴定; 4 用滴定。 圖8解 如以下圖。21。 298 K時(shí)，在某一電導(dǎo)池中充以0。1、電導(dǎo)率為。144的KCl溶液，測(cè)得其電阻為52。當(dāng)該電導(dǎo)池內(nèi)充以.10的溶液時(shí),測(cè)得其電阻為230，已知此時(shí)所用水的電導(dǎo)率為。試求:1該溶液的解離度；2 當(dāng)該電導(dǎo)池充以純水時(shí)的電阻值。解 1 查表得，,則 2 22. 298K時(shí)，已知，和；在濃度為0.1 時(shí)的摩爾電導(dǎo)率,濃度為.時(shí)的摩爾電導(dǎo)率.試根據(jù)上述數(shù)據(jù)求的兩種不同濃度溶液的解離度和解離常數(shù).解 當(dāng)?shù)臐舛葹椤?時(shí)，其解離度和解離常數(shù)為 當(dāng)

13、的濃度為0.1時(shí),其解離度和解離常數(shù)為 2 時(shí)，在一電場(chǎng)梯度為1000的均勻電場(chǎng)中，分別放入含、的稀溶液，試求各個(gè)離子的遷移速率.已知各溶液中的離子摩爾電導(dǎo)率分別為離子7.84.84.解 24. 分別計(jì)算以下各溶液的離子強(qiáng)度，設(shè)所有電解質(zhì)的濃度均為。025。1NaCl 2 3 ；5NaCl和的混合溶液,濃度各為0.25。解 1 2 3 5 25. 分別計(jì)算以下四種溶液的離子平均質(zhì)量摩爾濃度、離子的平均活度以及電解質(zhì)的活度.活度均為0.0. 2 3 解 3 26.有以下不同類型的電解質(zhì)：1H 2 3 4 5。設(shè)他們都是強(qiáng)電解質(zhì)，當(dāng)他們嫩的溶液濃度分別都是.5時(shí)試計(jì)算各種溶液的離子強(qiáng)度I； 2 試

14、計(jì)算各種溶液的離子平均質(zhì)量摩爾濃度;用Debeucl 公式計(jì)算離子平均活度因子； 4 計(jì)算電解質(zhì)的離子平均活度和電解質(zhì)的活度。解 1根據(jù)公式可得各溶液的離子強(qiáng)度:HCl溶液 溶液 溶液 溶液 溶液 根據(jù)公式可得各溶液的離子平均質(zhì)量摩爾濃度: 3根據(jù)公式可得各溶液的離子平均活度因子 根據(jù)公式和可得各電解質(zhì)的離子平均活度和活度： , HELINK ， ， , ,2 試用Debyuckel修正公式計(jì)算28 K時(shí)濃度為.001溶液的平均活度因子已知實(shí)驗(yàn)值為0。88。解 取，則 計(jì)算值相對(duì)誤差為 28. 在29 K時(shí)，某溶液含和的濃度均為。002，試用DebHuckl極限公式求的離子平均活度因子。解 取

15、，采用e-uckel極限公式，則 29。 在298K時(shí)，飽和溶液的電導(dǎo)率為，已知該溫度純水的電導(dǎo)率為，假定只考慮碳酸的一級(jí)解離，并已知該解離常數(shù)。試求飽和水溶液的濃度。解 由題意知,飽和水溶液即為飽和水溶液，設(shè)其濃度為c,有 而 則 代入解離常數(shù)表達(dá)式中，得 即 由題意可得 所以 30在 9 K時(shí),醋酸HA的解離平衡常數(shù),試計(jì)算在以下不同情況下醋酸在濃度為時(shí)的解離度。1設(shè)溶液是理想的，活度因子均為1；用eyeHuke極限公式計(jì)算出的值，然后再計(jì)算解離度。設(shè)未解離的HAc的活度因子為1。解 1設(shè)H 的初始濃度為m,解離度為,則 考慮到解離平衡常數(shù)很少,則解離度亦很小，將上式分母中的忽略，解得 當(dāng)

16、解離達(dá)到平衡時(shí),和的質(zhì)量摩爾濃度均為取A。509，采用簡(jiǎn)化DeHckl極限公式，則同理解得 . 電解質(zhì)溶液的濃度和離子所帶的電荷對(duì)平均活度因子都是有影響的。用Debye-Hckel極限公式計(jì)算以下強(qiáng)電解質(zhì)Nl、MgCl2和Fel3在濃度分別為。010 olkg1和004molg1時(shí)的離子平均活度因子。解 對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)Na，當(dāng)濃度為1。010kg時(shí) 取A=0.9，采用簡(jiǎn)化Dbyecel極限公式，則當(dāng)濃度為5。01molkg時(shí)，同理可得對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)gCl2，當(dāng)濃度為1.0104 molkg1時(shí)當(dāng)濃度為5.010molkg時(shí),同理可得對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)FeC3,當(dāng)濃度為.010 mlkg1時(shí) 當(dāng)濃度為50

17、10mokg1時(shí),同理可得32.在28時(shí),PCl2在純水中形成的飽和溶液濃度為001 molkg-1。試計(jì)算PbCl在0。1 olkg-1的Cl溶液中形成飽和溶液的濃度.1不考慮活度因子的影響,即設(shè)；2用DebyHckel公式計(jì)算Pb2的后,再求其飽和溶液的濃度計(jì)算中可作合理的近似.解因m-=2m，設(shè)，且，則Pl在純水中的溶度積為 設(shè)bl2在0。 mlg1的al溶液中的飽和濃度為，則有而，故 2因,故溶液的離子強(qiáng)度為而 33。 試根據(jù)DebeHckel極限公式,計(jì)算298K時(shí)AgBrO3在以下溶液中所形成飽和溶液濃度.已知在該溫度下,AgrO3的溶度積計(jì)算中可作合理近似。 1在純水中; 2在0

18、.01olkg-的KrO溶液中.解 1AgrO在純水中溶解度較小,設(shè),且飽和濃度,則 溶液的離子強(qiáng)度近似為 則設(shè)AgBrO3在0。01 molkg1的Br3的溶液中的飽和濃度為m，則 故 4. 某有機(jī)銀鹽gAsA表示弱有機(jī)酸根在值等于7.0的水中，其飽和溶液的濃度為11-4 mkg1. 1計(jì)算在濃度為0.1 ol1的NO3溶液中設(shè)H值為7。0，AgAs的飽和溶液的濃度。在該H值下，的水解可以忽略； 設(shè)Ag在濃度為0.001 molkg1的NO3溶液中的飽和濃度為1。314 mlkg1,計(jì)算弱有機(jī)酸HA的解離平衡常數(shù)。解 設(shè)在純水中AgA的 YPERLIK,根據(jù)題意可得As的溶度積為1因As的飽

19、和濃度很小,在0。1lk1的NNO溶液中不考慮其對(duì)離子強(qiáng)度的貢獻(xiàn),則故 又在該p值下,A的水解可以忽略,則有所以,在濃度為0 mkg1的aNO3溶液中,AgAs的飽和溶液的濃度為2在濃度為.0- okg的O3溶液中，離子強(qiáng)度為則 因溶液的pH值大于7，故應(yīng)考慮的水解,溶液中存在著gA的溶解平衡和HA的解離平衡,設(shè)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度關(guān)系如下 1.304 x 。3104-x 1.013x x對(duì)于g的溶解平衡，有則 設(shè)HA的離子平均活度因子為1，則由A的解離平衡可得 自 測(cè) 題 1在一定溫度和濃度的水溶液中，帶相同電荷數(shù)的Li、Na、K、Rb+、，它們的離子半徑依次增大，其離子摩爾電導(dǎo)率恰也依次增大

20、，這是由于 離子淌度依次減小 B。 離子的水化作用依次減弱 C.離子的遷移數(shù)依次減小 . 電場(chǎng)強(qiáng)度的作用依次減弱 2 在濃度為1的HCl與濃度為c的BC混合溶液中,H+的遷移數(shù)可表示成 A. B。 D. 3 在希托夫法則定遷移數(shù)實(shí)驗(yàn)中，用Pt電極電解AgNO溶液，在100 陽極部的溶液中含g的物質(zhì)的量在反應(yīng)前后分別為a mol和bmol,在串聯(lián)的銅庫(kù)侖計(jì)中有 g銅析出，銅的摩爾質(zhì)量為36 gmol1，則A+的遷移數(shù)計(jì)算式為 A B. D。 2時(shí),的值分別為1.1710、3。0102和1112 Sm2ol1。Li中的+為0。34,則HI中的t為 .18 B 08 C.0. D. 066。 以下電

21、解質(zhì)水溶液中摩爾電導(dǎo)率最大的是 A0 molkg1Ac B .001olg1KC 。 0。01 mlkg1OH D 0。001 molkg1HCl 6 某電解質(zhì)溶液的濃度m0.05 olk1，離子強(qiáng)度=015 olkg1,該電解質(zhì)是 AA+型 B。 型 C AB2型 D。 型 7。有四個(gè)濃度都是0。01 molg-1的電解質(zhì)溶液，其中平均活度系數(shù)最大的電解質(zhì)溶液是 KCl 。CaC2 C.NaSO D. AlCl 8。某一強(qiáng)電解質(zhì)，則其平均活度與活度之間的關(guān)系是 。 B。 C. D。 .對(duì)于同一電解質(zhì)的水溶液，當(dāng)其濃度逐漸增加時(shí)，何種性質(zhì)將隨之增加？ 在稀溶液范圍內(nèi)的電導(dǎo)率 B 摩爾電導(dǎo)率 電

22、解質(zhì)的離子平均活度系數(shù) . 離子淌度 10 298 K 。05mkg1的KCl溶液和05molkg1的NaAc溶液的離子平均活度系數(shù)分別為和,則有 A. . C. 。 1。 在28 K、10135 kPa下電解硫酸銅溶液，當(dāng)通入的電量為96。0C時(shí),在陰極上有2.85904 的銅析出,問同時(shí)在陰極上有多少體積的氫氣逸出? 12. 在希托夫遷移管中放有AgN3溶液，通電一段時(shí)間后，取中部溶液36.50 g，用NH4SCN滴定,消耗3。m3，已知1 m3H4SCN相當(dāng)于0.05 g gNO；取陰極部溶液43.1 ,滴定用去N4N294 cm3.串聯(lián)在線路中的銅庫(kù)侖計(jì)上析出u0。 g,請(qǐng)計(jì)算A+和的

23、遷移數(shù)C=3.6 mol，設(shè)Ag 1。 電導(dǎo)池用01oldm-3標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液標(biāo)定時(shí),其電阻為189，用.0od的氨水溶液測(cè)其電阻值為246 .用以下該濃度下的摩爾電導(dǎo)率數(shù)據(jù)計(jì)算氨水的標(biāo)準(zhǔn)解離平衡常數(shù)。K+=7350-4Sm2mo1， C-=76104Sml-1，m734 104 S2ml1, mOH=196。6104 Sml1,設(shè)活度因子均為1。 14已知298 ,CO2的分壓為10125Pa時(shí)，與之平衡的1dm3的水能溶解0。826 dm3的2全部生成H2O3,并且H2CO3在水中僅發(fā)生一級(jí)解離,其標(biāo)準(zhǔn)解離平衡常數(shù)為4。7107，活度因子均為1。假定水的電導(dǎo)率僅由+和貢獻(xiàn),H和在無限稀釋時(shí)的離子摩爾電導(dǎo)率分別為4。7104 Smo-和44.514 2ol1.現(xiàn)有一蒸餾水在29 K與壓力為10125 a的空氣達(dá)成平衡，空氣中含有050體積百分?jǐn)?shù)的2,試求：1此蒸餾水中C2的濃度；此蒸餾水的摩爾電導(dǎo)率；3此蒸餾水的電導(dǎo)率。 15 298 K時(shí)，l在水中的飽和濃度為1.7-molk1，根據(jù)DebyHckel理論計(jì)算反應(yīng)ClA+a+Claq