1、 71用鉑電極電解CuCl 溶液。通過的電流為20 A，經過15 min 1）在陰極上能2析出多少質量的 Cu？ (2) 在陽陰極上能析出多少體積的 27, 100 kPa 下的 Cl g)?2201560635462015602F解：(1) m 5.527 gn 0.09328 molCuCu2F201560.09328R.15(2) n 0.09328 molV 2.328 dm32F100ClCl2272用 Pbs電極電解 PbNO ) 溶液，已知溶液濃度為1g 水中含有 Pb(NO ) 1.6610 g。23 23 2通電一段時間，測得與電解池串聯的銀庫侖計中有 0.1658g 的銀沉

2、積。陽極區溶液質量為62.50g，其中含有 PbNO ) 1.151g，計算 Pb 的遷移數。2+3 2解： MPbNO ) 331.20983 2考慮 Pb ：n n n n2+e遷前后(62.1.)1.102331286823.074810 10 7.6853103343.682310 mol43.104t Pb 0.47912+7.104考慮NO ： n n n3遷后前151(62.1)1102331.4.003010 mol320984.1047.104t (NO 0.5209373用銀電極電解AgNO 溶液。通電一段時間后，陰極上有0.078 g 的 Ag

3、析出，陽極區溶3液溶液質量為 23.376g AgNO 0.236 1kg水中溶有 7.39g 的3AgNO 。求 Ag 和NO 的遷移數。+33解： 考慮 Ag ： n n n n+e遷前后(23.0.).103169.02360781698731 .86821.00710 10 7.231103343.40810 mol43.104t Ag 0.4713 t (NO 0.5287+37.2311040236(23.0.).103169.考慮NO ： n n n 31698731遷后前1.389310 10333.82310 mol43.1047.231104t (NO 0.5287 t A

4、g 0.4713+374在一個細管中，于 0.03327moldm 的 GdCl 溶液的上面放入0.073 moldm 的 LiCl333溶液，使它們之間有一個明顯的界面。令 5.594mA 的電流自上而下通過該管，界面不斷向下移動，并且一直保持清晰。3976s 以后，界面在管內向下移動的距離相當于 1.002 cm 的溶液3在管中所占的長度。計算在實驗溫度 25下，GdCl 溶液中的 t Gd 和 t C 。l )3+3VczF 33解：t Gd 0.43393+It 3t Cl 0.566175 已知 25 時 0.02moldm KCl 溶液的電導率為0.2768Sm 。 一電導池中充以

5、此31溶液，在 25時測得其電阻為 453。在同一電導池中裝入同樣體積的質量濃度為0.555moldm 的 CaCl 溶液，測得電阻為 1050。計算（12）CaCl 溶液3223）CaCl 溶液的摩爾電導率。2解：(1) K 0.2768453125.39 1cellK125.39(2) CaCl cell0.1194S12R105001194110984(3) CaCl 0.02388 Sm mol21m2c0555100076已知25時 NH Cl0.012625 Sm mol t (NH 0.4907。試計算 (NH )21m4m44及 Cl 。m解：(NH 0.49070.01262

6、56.19510 m mol4321m(NH 0.50930.0126256.43010 m molS4321m77 25時將電導率為 0.141Sm 的 KCl 溶液裝入一電導池中，測得其電阻為 。1在同一電導池中裝入 0.1moldm的NH H ，測得電阻為 2030。利用表 7.3.2 中的數據332計算 NH H O及解離常數K 。032141525(KCl)R解： NH H 0.03647Sm1KCl32R2030NH H O3201031 NH H 3.647 10 Sm mol421m32cNH H (73.5198)10 271.510 m mol442132m0.01343m

7、 m c 22K 1.828105 (c moldm )003)c101.828108 (c m )037825時純水的電導率為 5.510 mmol ，密度為 997.0 m 。H O中存在下62132列平衡：H OH OH ，計算此時 H O的摩爾電導率、解離度和 H 的濃度。22997.0解： H 55342.2 mol32M 0.0180152106 9.93810 mmol1121mc H 4.26161.2645)10 5.478210 m molS22212m9.93810111.814109m 5.4782102mH H 1.81410 55342.210 molm94321.

8、00410 mol3779已知 25時水的離子積 K 1.00810 。NaOH、HCl 和 NaCl 的 分別等于14mwmmol 、0.042616mmol 和 0.012645mmol 。212121(1) 求 25時純水的電導率；(2) 利用該純水配置 AgBr 飽和水溶液，測得溶液的電導率溶液)1.66410 Sm 。51求 AgBrs在純水中的溶解度。解： (1) K c cK 008 10 1.00410 mol3114342wwHOHH 4.26161.2645)10 5.478210 m molS22212mH 5.487210 1.00410 10 S12462(2) Ag

9、Br(61.9278.4)10 140.3210 Sm mol4421m 5105567.93910 molm43104104m710休克爾極限公式計算 25時 0.002molkg CaCl (Ca Cl )12和1解： (0.0022 0.0041 ) 0.006mol1222lg(Ca 0.5092 0.006 0.1577(Ca 0.69552lgCl 0.5091 0.006 0.03943(Ca 0.91322lg 0.50921 0.006 0.07885(Ca 0.83407現有250.01 molkg 的 BaCl 水溶液。計算溶液的離子強度I 以及 BaCl 的平均122活

10、度因子 和平均活度 a 。1解：(1) (0.012 0.021 ) 0.03 mol1222lg 0. 50921 0.030.1763 0.6663b b 40.01587 molkga 0.66630.01587=0.0105713371225時碘酸鋇 Ba(IO ) 在純水中的溶解度為 5.4610 mol 。假定可以應用德434 2拜休克爾極限公式，試計算該鹽在 0.01 mol CaCl溶液中的溶解度。32 25時碘酸鋇 Ba(IO ) 在純水中的溶解度求該溫度下其溶度積。 由于是稀溶液4 2可近似看作 b c ，因此，離子強度為BB1I (5.4610 2 1.09210 1 )

11、 1.68310 molkg42323102lg 0. 50921 683 0.04102 0.90953bK 4 ( ) 40.9095 (5.4610 ) 4.8981034 3103003spb設在 0.01 mol CaCl溶液中BaIO )的溶解度為b，則324 21 (0.012 0.021 b2 2b1 3 b22222lg 0. 50921 0.03b 1.7632 0.01bKbb4.89810b4.96610 b0040K 4 ( )b sp3333spb4404.96610 b40整理得到：lg 1.7632 0.01采用迭代法求解該方程得 0.6563所以在 0.01

12、mol CaCl溶液中 BaIO ) 的溶解度為：324 2 b40b7.56610 molkg41713電池 PtH (101.325) HCl(0.1 molkg Hg Cl sHg 在電動勢 E 與溫度 T1222的關系為EV0.06941.88110 K2.910 TK)362(1) 寫出電極反應和電池反應；(2) 計算 25時該反應的 G 、 S 、 H ，以及電池恒溫可逆放電時該反應過程的r mr mr mQ ；r, m(3) 若反應在電池外在同樣溫度下恒壓進行，計算系統與環境交換的熱。1解：(1) 陽極反應： H g)H e221陰極反應： Hg Cl seHglCl22211電

13、池反應： H g Hg Cl s)HglH Cl22222(2) 25時 E0.06941.88110 298.152.910 298.153620.06940.56080.25780.3724 V G 1F0.372435.93kJmol2F 0.964771.86 kJmol 11r m S 11.7410 14.64 Kmol411r m21.7410 Kmol141 H 35.93298.1514.6410 4.36531.57 kJmol13r m71.86298.1529.2810 71.8663.14 kJmol13Q 298.1514.644.365kJmol 298.1529

14、.288.729 kJmol11r(3)Q H 31.57 kJmol63.14kJmol1 z2 )1pr m71425時，電池 ZnZnCl (0.555molkg AgCl (sAg 在電動勢 E1.015 V。已知12EE (Zn Zn)0.7620V，E (Cl AgClAg)V，電池電動勢的溫度系數( ) =200Tp4.0210 K1。4(1) 寫出電池反應；(2) 計算反應的標準平衡常數K ；0(3) 計算電池反應過程可逆熱 Q ；r, m(4) 求溶液中 ZnCl 的平均離子活度因子 。2解：(1) 電池反應 Zn2AgCl s)2AgsZnCl (0.555molkg )1

15、2(2)E 0.22220.76200.9842 V00.98422FlnK 76.6295K 1.904103300R298.15(3) S 2F4.0210 77.59 K mol311r mQ 298.1577.5923.132 kJmol1rRT3(4) EE lna0.98420.02569 lna1.01503(ZnCl )( )2F222alna0.79930.4496(ZnCl )( )22b 4 0.5550.8810 mol10.5103(ZnCl )(ZnCl )322715甲烷燃燒過程可設計成燃料電池，當電解質為酸性溶液時，電極反應和電池反應分別為：陽極 CH g2H

16、Ol)CO g8H 8e422陰極 2O g8H 8e4H l)22電池反應 CH g2O g)CO g2H l)4222已知，25時時有關物質的標準摩爾生成吉布斯函數 G 為：0fm物 質kJmol1422G50.72394.359237.1290mf計算 25時時該電池反應的標準電動勢。解： G 2(237.129) 394.359) ( 50.72)817.897 kJmol 0m1r1034FE V0716寫出下列各電池的電池反應。應用表7.7.1 的數據計算 25時各電池的電動勢、各電池反應的摩爾 Gibbs 函數變及標準平衡常數，并指明的電池反應能否自發進行。(1) PtH g,

17、100kPa) HCla HCl)0.8Cl g,100Pt22(2) ZnZnCl a ZnCl 0.6AgCl(sAg22(3) CdCd a Cd 0.01Cla Cl 0.5Cl g, ) Pt222解：(1) 電池反應： H g, p Cl g, p )2HCl0022E 1.3579V G21.3579262.035 kJmol100mrE1.35790.05916lg(0.8)1.35790.0057331.3636 V G 2F1.3636263.13 kJmol1r m262035lnK 105.7096K 8.111104500R29815(2) 電池反應： Zns)2Ag

18、Cls)E0.22220.76200.9842 V0.05916ZnCl 2Ags)2 G 2F0.9842189.922 kJmol10rmE0.9842lg(0.6)0.98420.0065620.9908V2 G 2F0.9908191.20 kJmol1r m189922lnK 76.6178K 1.88210z1 4.33910 )331600R29815(3) 電池反應： Cds)Cl g, p )Cd (a )Cl (a )202Cd2ClE 1.35790.4032V G2F339.841 kJmol100mr0.05916Elg(0.010.5 0.07691.8381 V2

19、2 G 2F1.8381354.70 kJmol1r m339841lnK 137.0979K 3.474105900R29815717應用表 7.4.1 的數據計算 25時下列電池的電動勢。CuCuSO b 0.01mol CuSO b mol Cu114141解： 電池反應：Cu b 0. 1kgmol )Cu b 0.01mol )2121210.410.16,1,20.05916 0.160.1lgE0.01749 V20.410.0171825時，實驗測定電池PtH g, HClb0.1kgmol Cl g,100Pt122的電動勢為 1.4881 V 。計算 HCl 溶液中的 HC

20、l 平均離子活度因子。解：電池反應： H gCl g)2HCl0.1mol )1221.357920.05916 lg(0. )1.357914881lg(0. 1.1004ln(0.01 2.534220.05916 0.7936719電池 PbPbSO s) H SO b0.01mol H g, p Pt 的電動勢為 0.5391V。104242已知 25時， G H SO , aq G (SO , aq744.53kJmol1，G ( PbSO , s)0m0m240m244fff813.0kJmol1。(1) 寫出上述電池的電極反應和電池反應；(2) 求 25時的E (SO PbSO

21、Pb；0244(3) 計算 0.01mol H SO 溶液的 a 和 。124解：(1) 陽極反應：PbSO b0.01kgmol )PbSO s2e1244陰極反應：2H b0.02mol ) 2eH g,p )102電池反應：Pb(sH SO b0.01mol )PbSO sH g,p )102442(2) 電極反應： PbSO (s2ePbSO244 G 744.53813.068.47 kJmol10mr1032FE (SO PbSO Pb0.3548 V024430.05916(3) 0.53910.3548lga (H SO )224lga (H SO )2.0769 a (H S

22、O )8.3781032424b (H SO ) 4 0.010.01587 mol1 0.5278324720濃差電池 PbPbSO sCdSO b , CdSO b , )PbSO sPb，其中 b 441,142,2410.2molkg b 0.02molkg 0.32。已知在兩液體接界處離子的遷移數的11,12,2平均值為 t Cd 。2+(1) 寫出電池反應；(2) 計算 25時液體接界電勢 E液接及電池電動勢 E。解：(1) SO b , )SO b , )24241,12,20.0591620.10.2(2) E無lg0.01464 V0.320.02aRTE液接界(t t )l

23、g(0.370.63)0.014643.806 10 V,13F a,2721為了確定亞汞離子在水溶液中是以還是以形式存在，設計了如下電池： 3333 0.263 2.6333測得在 18時的 E29，求亞汞離子的形式。dm )解： 電池反應： Hg (2.63molHg (0.263moldm )(1)(2)33Hg (2.63moldm )Hg(0.263moldm )323222E 0.05916lg100.05916V10.05916E lg100.02958 V故亞汞離子以Hg 的形式存在。2222722在電池PtH g, 100待測 pH的溶液1moldm KClHg Cl sHg

24、在 253222時測得電池電動勢 E0.664，試計算待測溶液的 pH。解： E E E0.27990.6640.3841 V0.6640.27990.05916pH6.4930.3841E 0.05916pHpH0.05916723電池 PtH g, HI溶液a (1I sPt 中進行如下電池反應：22(1) H g, 100) I s)2a HI1a HI122121(2)H g, 100 I s)222應用表 7.7.1 的數據計算兩個電池反應的E 、 G 和K 。00m0r解： (1) E 0.5353 V G 20.5353103.31 kJmol010m,11rlnK 41.678

25、3K 1.261101801011(2) E E 0.5353 V G G F0.535351.655 kJmol02010m,20m,112rrlnK 20.8386K K12 1.123109020201CG及K0m0r(1) 2Ag H g)2Ags2Cd2Sn Pb2(2) CdCu2(3) Sn Pb224(4) 2CuCu Cu2解： (1) PtH (g,p) H (a Ag (a Ag s)2AgHE 0.7994 V G20.7994154.26 kJmol100mr154260lnK 62.2326K 1.065102700R29815(2)CdCd (a Cu (a Cu

26、 s)22Cd2Cu2E 0.34170.40320.7449 V0 G 2F0.7449143.74 kJmol10mr143740lnK 57.9888K 1.528102500R29815(3) PtSn (a ),Sn (a )Pb (a Pb s)422Sn4Sn2Pb2E 0.12640.1510.2774 V0 G 2F0.277453.53 kJmol10mr57357lnK 21.5950K 4.182101000R29815(4) PtCu (a ),Cu (a )Cu (a Cu s)2Cu2CuCuE 0.5210.1530.368 V0 G F0.36835.51 k

27、Jmol0m1r35510lnK 14.3240K 1.66310600R298151725 Ags Cl g, p )AgCls) 25時， H AgCl,00m22fs)127.07kJmol ， G AgCl, s)109.79kJmol ，標準電極電勢 E (Ag Ag)10m10f0.7994V，E ( Cl Cl 1.3579V。02(1) 寫出電極反應和電池圖示；(2) 求 25、電池可逆放電 2F 電荷量時的熱 ；(3) 求 25時 AgCl 的活度積 K 。sp解：(1) 陽極反應：AgsCl a)AgClse1陰極反應： Cl g, p eCl a)022電池圖示： AgA

28、gCl sCl aCl (g, p Pt(1)02(2) Q 2( G H 2(127.07109.79)34.56kJmol0m0m1rff G1097900m(3) EE 1.1379 V0fF96485.34E (Cl AgClAgE ( Cl Cl )E 1.35791.13790.22 V0002RTFE (Cl AgClAgE (Ag AglnKsp000.220.7994lgK 9.7944 K 1.60510lnK 22.556510spspsp0.05916【或】電池反應：AgCl s)Ag (a Cl (a )ClAg設計電池：Ag sAg (a Cl aAgCl sAg

29、s)(2)AgE E ( Cl Cl E (Cl AgClAg；E E (Cl AgClAgE (Ag Ag)010002002RTFE E ( Cl Cl E (Ag Ag) E lnK 0.5794V0200012sp72625時，電池PtH g, p H SO bAg SO sAg 的標準電動勢E 0.627V。0022424已知E (Ag Ag0.7994V。0(1) 寫出電極反應和電池反應；(2) 求 25，實驗測得 H SO 濃度為 b 時，上述電池的電動勢為 0.623V。已知此 H SO 溶2424液的離子平均活度因子 0.7，求 b 為多少？(3) 計算 Ag SO 的活度積

30、K 。24sp解：(1) 陽極反應： H g, p )2H b2e02陰極反應：Ag SO s2e2Ags)SO b)2424電池反應：Ag SO sH g, p )2AgsH SO b)024224RT0.6270.623(2) EE lnalna 0.045080332F0.059162a 1.1094 a 4 b0.7 4 bb0.9984 molkg133RT(3) E (SO AgSO AgE (Ag Ag)lnKsp024042F(0.6270.7994)2lnK 5.8283 K 1.4850106spsp0.05916727(1) 已知 25時，H l)的標準摩爾生成焓和標準摩爾生成吉布斯函數分別為2285.83kJmol 和237.129kJmol 。計算在氫氧燃料電池中進行下列反應時電池的電動11勢及溫度系數。1H g, p O g, p )H l)002222(2) 應用表的數據計算上述電池的電動勢。 G2371290m解： (1) E1.2288 VfF96485.34 G H(1030m0m S 163.34 K mol10mffTr SE0m( )