..第8章電解質(zhì)溶液1.用氧化數(shù)法配平下列反應(yīng)式：As2S3<s>+HNO3<濃>→H3AsO4+H2SO4+NO2+H2OFeS2<s>+O2→Fe2O3<s>+SO2Cr2O3<s>+Na2O2<s>→Na2CrO4<s>+Na2O<s>S+H2SO4<濃>→SO2+H2O2.用鉑電極電解氯化銅CuCl2溶液,通過(guò)的電流為st1:chmetcnvTCSC="0"NumberType="1"Negative="False"HasSpace="False"SourceValue="20"UnitName="a">20A,經(jīng)過(guò)15分鐘后,在陰極上能析出多少克銅?在陽(yáng)極上能析出多少dm3的300.15K,101.325kPa的氯氣?〔答案：2.297dm3解：〔1在陰極Cu2+＋2e→Cu析出銅<2>在陽(yáng)極2Cl-→Cl2<g>+2e析出氯3.一電導(dǎo)池中裝入0.02mol·dm-3的KCl水溶液,298.15K時(shí)測(cè)得其電阻為453Ω·dm-3溶液的電導(dǎo)率為0.2768S·m-1。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積的濃度為0.55g·dm-3的CaCl2溶液,測(cè)得電阻為1050Ω。計(jì)算電導(dǎo)池常數(shù)、該CaCl2溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率Λm<1/2CaCl2>。〔答案：125.4m-1,0.1194S·m-1,0.02388S·m2·mol-1解：〔1電導(dǎo)池常數(shù)G〔2CaCl2的電導(dǎo)率<3>摩爾電導(dǎo)率4.在298K,H+和HCO-3的離子極限摩爾電導(dǎo)率λH+=3.4982×10-2S·m2·mol-1,λHCO-3=4.45×10-3S·m2·mol-1。在同溫度下測(cè)得0.0275mol·dm-3H2CO3溶液的電導(dǎo)率κ=3.86×10-3S·m-1,求H2CO3離解為H+和HCO-3的離解度。〔答案：α=3.56×10-3解：5.已知291K時(shí)NaCl,NaOH及NH4Cl的極限摩爾電導(dǎo)率λ分別為1.086×10-2,2.172×10-2及1.298×10-2S·m2·mol-1,291K時(shí)0.1及0.01mol·dm-3NH3·H2O的摩爾電導(dǎo)率λm分別為3.09和9.62S·cm2·mol-1,利用上述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)求0.1及0.01mol·dm-3NH3·H2O的離解常數(shù)K。〔答案：K=1.7×10-5解：=1.298×10-2+2.172×10-2－1.086×10-2=2.384×10-2s?m2?mol-1<1>0.1mol?dm-3NH3?H2O<2>0.01mol·dm-3溶液對(duì)氨水而言,在確定溫度下其電離平衡常數(shù)為定值,即6.在298.15K測(cè)得某電導(dǎo)池充以0.01mol·dm-3KCl溶液的電阻為484Ω,用同一電導(dǎo)池充以不同濃度的NaCl水溶液,在298.15K測(cè)得電阻值如下表：濃度c/mol·dm-30.00050.00100.00200.0050電阻R/Ω10910549427721128.9①試計(jì)算表列不同濃度NaCl溶液的摩爾電導(dǎo)率；②以Λm對(duì)c作圖,用外推法求NaCl溶液的極限摩爾電導(dǎo)率。〔答案：⑴0.01251,0.01242,0.01231,0.01209S·m2·mol-1〔20.01270S·m2·mol-1解:查表知298K下0.01mol?dm-3的KCl水溶液的電導(dǎo)率為:=0?141s?m-1,以不同濃度c1溶液的電阻R1代入上式求得相應(yīng)的摩爾電導(dǎo)率如下表c1<mol?dm-3>0.00050.00100.00200.0050Λm,1<S?m2?mol-1>0.012510.012420.012310.012090.002360.031620.044720.07071<2>以Λm,1對(duì)作圖,將圖中直線部分外推至=0時(shí)得Λ∞,NaCl=0.01270S?m2?mol-17.298K時(shí),濃度0.100mol·dm-3的NaCl水溶液中,Na+與Cl-的離子淌度分別為UNa+=4.26×10-8m2?V-1?s-1和UCl-=6.80×10-8m2?V-1?s-1,試求該溶液的摩爾電導(dǎo)率和電導(dǎo)率。〔答案：⑴106.7S?m2?mol-1,⑵1.07S?m-1解:Λm=<UNa++UCl->F=<4.26×10-8+6.8×10-8>×96500=1.067×10-2S?m2?mol-1=Λm?c?103=1.067×10-2×0.100×103=1.067S?m-18.LiCl的極限摩爾電導(dǎo)率是115.03×10-4S?m2?mol-1,在298KLiCl溶液陰離子的遷移數(shù)外推到無(wú)限稀釋處的值是0.6636,試計(jì)算Li+和Cl-離子的摩爾電導(dǎo)率和離子淌度。〔答案：λLi+=38.7×10-4,λCl-=76.33×10-4S?m2?mol-1,ULi+=4.01×10-8,UCl-=7.91×10-8m2?V-1?s-1解:Cl-的摩爾電導(dǎo)率:λCl-=t-?Λm,LiCl=0.6636×115.03×10-4=76.33×10-4S?m2?mol-1Li+的摩爾電導(dǎo)率:λLi+=Λm,LiCl－λCl-=<115.03－76.33>×10-4=38.70×10-4S?m2?mol-1離子淌度:9.0.01mol?dm-3的BaCl2水溶液在298.15K時(shí)的電導(dǎo)率為0.238S?m-1,此溶液中Ba2+離子的遷移數(shù)為0.4375,試求出此溶液中Ba+和Cl-1離子的淌度。〔答案：UBa2+=5.39×10-8,UCl-=6.94×10-8m2?V-1?s-1解:Λm=?10-3/c=0.238×10-3/0.01=0.0238s?m2?mol-1λBa2+=t+?Λm=0.04375×0.0238=0.0104s?m2?mol-1Λm=λBa2++2λ-Cl-∴λ-Cl-=0.5×<Λm－λBa2+>=0.5×<0.0238－0.0104>=0.0067S?m2·mol-1Λi=｜zi｜FUi∴10.在遷移數(shù)測(cè)定管中,裝入一定濃度的鹽酸溶液,在兩鉑電極間電解一定時(shí)間,測(cè)得電解前陰極區(qū)含Cl-離子0.2654g,電解后含0.1362g,串聯(lián)在電路中的庫(kù)侖計(jì)銅片質(zhì)量增0.6464g,計(jì)算H+和Cl-的遷移數(shù)。〔答案：t＋=0.8198,t－=0.1802解:通過(guò)溶液的總電量:0.6464/32=0.0202F電解后陰極區(qū)損失Cl-的物質(zhì)的量等于Cl-所遷移的法拉第數(shù):<0.02654－0.1362>/35.5－0.1292/35.5－3.639×10-3F故,t+=1－t-=0.819811.用銅電極電解CuSO4溶液<每100g溶液中含10.06gCuSO4>。通電一定時(shí)間后,測(cè)得銀電量計(jì)析出0.5008g銀,并測(cè)知陽(yáng)極區(qū)溶液重54.565g,其中含CuSO45.726g.試計(jì)算CuSO4溶液中離子的遷移數(shù)和.〔答案：t+=0.2897,t-=0.7103解:MCuSO4=159.61,MAg=107.9陽(yáng)極上Cu2+反應(yīng)的物質(zhì)的量等于通過(guò)溶液的總電量0.5008/107.9=4.641×10-3F通電后陽(yáng)極區(qū)：WCuSO4=5.726gWH2O=54.565-5.726=48.839通電前陽(yáng)極區(qū)：陽(yáng)極Cu2+遷移量：n遷出=n原有+n產(chǎn)生－n通電后,12.在298.15K時(shí),將濃度為33.27×10-3mol·dm-3的CdCl3溶液注入毛細(xì)管中,再小心地注入73×10-3的LiCl溶液,使兩種溶液間保持明顯的分界面.如果通過(guò)5.594mA電流,3976秒后,界面向下移動(dòng)的距離相當(dāng)于1.002cm3溶液在管中所占長(zhǎng)度,試求Cd3+和Cl-離子的遷移數(shù)。〔答案：t+=0.4338,t-=0.5662解:1.002cm3溶液中所含Cd3+的物質(zhì)的量為：3×33.27×10-3×1.002×10-3=1.0001×10-4mol13.298K時(shí),SrSO4的飽和水溶液電導(dǎo)率1.482×10-2S·m-1,純水電導(dǎo)率為1.5×10-4S·m-1。若已知該溫度下離子摩爾電導(dǎo)率λm<Sr2+>=59.46×10-4S·m2·mol-1,λm<SO4=>=79.8×10-4S·m2·mol-1,計(jì)算SrSO4此時(shí)在水中的溶解度。〔答案：S=5.27×10-4mol·dm-3解：Λm<SrSO4>=2λm<Sr2+>+2λm<SO4=>=<59.46×10-4+79.8×10-44>×2=0.027852S·m2·mol-1<SrSO4>=<溶液>－<純水>=1.462×10-2－1.5×10-4=0.01467S·m-1溶解度14.已知298K時(shí)AgBr的溶度積Ksp=6.3×10-13mol2·dm-6,純水電導(dǎo)率為1.5×10-4S·m-1,計(jì)算298K時(shí)AgBr飽和水溶液的電導(dǎo)率.〔答案：κ=1.61×10-4S·m-1解：查表知：λ∞,Ag+=61.92×10-4S·m2·mol-1;λ∞,Br-=70.4×10-4S·m2·mol-1因此,Λm,AgBr=λ+＋λ-=140.32×10-4S·m2·mol-1〔取cΘ=1mol·L-1,而所以：15.得用德拜-休克爾極限公式計(jì)算0.002mol·L-1MgCl2水溶液在298K時(shí)Mg2+和Cl-離子的活度系數(shù)和平均離子活度系數(shù)。〔答案：γ+=0.6955,γ-=0.9132,γ=0.8340解：溶液的離子強(qiáng)度為,289K水溶液A=0.509mol-1/2·L1/2或16.某水溶液中含有0.01mol·dm-3的FeCl3和0.06mol·dm-3的HClO4,計(jì)算該溶液的離子強(qiáng)度。〔答案：I=0.12mol·dm-3解：cFe3+=0.01mol·dm-3,cH+=0.06mol·dm-3,cCl-=0.03mol·dm-3,cClO4-=0.06mol·dm-317.某水溶液中含有0.01mol·dm-3的NaCl,0.003mol·dm-3的NaSO4以及0.007mol·dm-3的MgCl2,計(jì)算該溶液在298K時(shí)其中各種離子的活度系數(shù)和各種鹽的平均活度系數(shù)。〔答案：0.04；0.823；0.459；0.823；0.678解：[Na+]=0.01+2×0.003=0.016mol·dm-3=c1,[Cl-]=0.01+2×0.007=0.024mol·dm-3=c2[Mg2+]=0.007mol·dm-3=c3,[]=0.003mol·dm-3=c4對(duì)于離子：一價(jià)離子：lgγi=-0.08483γi=0.8226二價(jià)離子：lgγi=-0.3393γi=0.4578對(duì)于鹽的：NaCl：,MgCl2或Na2SO4：,18.AgBrO3在298K的溶度積為5.77×10-5,試用德拜-休克爾極限公式分別計(jì)算它在純水中和0.01mol·dm-3KBrO3水溶液中的溶解度<設(shè)在純水中=1>。〔答案：0.0084；0.0051mol·dm-3解：〔1在純水中：〔取cΘ=1mol·L-1設(shè)=1,則,故S0===0.007596因此,〔2在0.01mol·dm3KBrO3中：〔取cΘ=1mol·L-1先不考慮溶解AgBrO3對(duì)離子強(qiáng)度的影響,則：進(jìn)行一次逼近：進(jìn)行二次逼近：進(jìn)行三次逼近：進(jìn)行四次逼近：進(jìn)行五次逼近：S6與S5的相對(duì)誤差只有3.3‰,因此可認(rèn)為AgBrO3的溶解度S=0.0051mol·dm-319.298K時(shí)Ba<IO3>2在純水中的溶解度為5.46×10-4mol·dm-3,假定可以應(yīng)用德拜-休克爾極限公式,試計(jì)算該鹽在0.01mol·dm-3CaCl2水溶液中之溶解度。〔答案：7.5659×10-4mol·dm-3解：Ba<IO3>2在純水中溶解度c0=5.46×10-4mol·dm-3<1>求Ka設(shè)Ba<IO3>2在0.01mol·dm-3CaCl2溶液中的溶解度為c,則：逐步逼近：令c=c0=5.46×10-4二次逼近：令c=c1=7.535×10-4三次逼近：令c=c2=7.5655×10-4四次逼近：令c=c3=7.566×10-4∴Ba<IO3>2在0.01mol·dm-3CaCl2中的溶解度為7.566×10-4mol·dm-320.某電導(dǎo)池先后充以0.001mol·dm-3HCl,0.001mol·dm-3NaCl和0.001mol·dm-3NaNO3三種溶液,分別測(cè)得電阻為468,1580和1650Ω。已知NaNO3的摩爾電導(dǎo)率為1.21×10-2S·m2·mol-1。如不考慮摩爾電導(dǎo)率隨濃度的變化,試計(jì)算①0.001mol·dm-3NaNO3溶液的電導(dǎo)率；②電導(dǎo)池常數(shù)；③此電導(dǎo)池充以0.001mol·dm-3HNO3溶液時(shí)的電阻和HNO3的摩爾電導(dǎo)率。〔答案：①1.21×10-4S·m-1；②5cm；③475Ω,421S·cm2·mol-1解：<1>NaNO3溶液電導(dǎo)率<2>電導(dǎo)池常數(shù)<3>0.001mol·dm-3HNO3溶液的電阻和摩爾電導(dǎo)率21.某溫度下純水的電導(dǎo)率為4.3×10-5S·m-1,在同溫度下加入AgCl,并達(dá)飽和后溶液的電導(dǎo)率為1.550×10-4S·m-1。若在1V·cm-1電場(chǎng)作用下,Ag+和Cl-離子在無(wú)限稀溶液中的絕對(duì)速率分別為5.6