用铂电极电解CuCl22溶液通过的电流为20A.pdf

1、2006-3-22 1用铂电极电解CuCl2溶液. 通过的电流为20A, 经过15min后, 问: (1)在阴极上析出多少质量的Cu? (2)在阳极上能析出多少体积的27, 100kPa下的Cl2(g)?用铂电极电解CuCl2溶液. 通过的电流为20A, 经过15min后, 问: (1)在阴极上析出多少质量的Cu? (2)在阳极上能析出多少体积的27, 100kPa下的Cl2(g)?(1)阴极反应Cu2+2e Cu(s)kg105.927kg10546.63965002601520)Cu()Cu(33 = MzFItm(2)阳极反应2Cl Cl2(g) +2e33332m10327.2m101

2、0015.300314.8965002601520)Cl(=pRTzFItV12006-3-22 2用银电极电解AgNO3溶液, 通电一定时间后, 测知在阴极上析出1.15g的银, 并知阴极区溶液中Ag+的总量减少了0.605g, 求AgNO3溶液中离子的迁移数t(Ag+) 和t(NO3). 用银电极电解AgNO3溶液, 通电一定时间后, 测知在阴极上析出1.15g的银, 并知阴极区溶液中Ag+的总量减少了0.605g, 求AgNO3溶液中离子的迁移数t(Ag+) 和t(NO3). 阴极反应Ag+e Ag(s)FMmQFMmQ =+)Ag()Ag()NO( )Ag()Ag()(3总5261.0

3、15.1605.0)Ag()Ag()()NO()NO(33=+mmQQt总4739.0)NO(1)Ag(3=+tt也可先计算t(Ag+). Ag+迁入阴极区的量=阴极析出Ag(s)的量阴极区Ag+减少的量. FMmmQ =+)Ag()Ag()Ag()Ag(4739.015.1605.01)Ag()Ag(1)()Ag()Ag( =+mmQQt总5261.0)Ag(1)NO(3=+tt32006-3-22 3已知25时0.01moldm3 的KCl溶液的电导率为0.141Sm1 . 一电导池中充以此溶液, 在25时测知其电阻为484. 在同一电导池中盛入同样体积的浓度分别为0.0005, 0.00

4、10, 0.0020和0.0050 moldm3的NaCl溶液, 测出其电阻分别为10910, 5494, 2772和1128.9. 试用外推法求无限稀释时NaCl的摩尔电导率已知25时0.01moldm3 的KCl溶液的电导率为0.141S1 . 一电导池中充以此溶液, 在25时测知其电阻为484 . 在同一电导池中盛入同样体积的浓度分别为0.0005, 0.0010, 0.0020和0.0050 moldm3的NaCl溶液, 测出其电阻分别为10910, 5494, 2772和1128.9 . 试用外推法求无限稀释时NaCl的摩尔电导率.)NaCl(m .)NaCl(m 11m244.68

5、484mS141.0)KCl(=GAl 电导池常数iiiiiiiicRcRRAl1m, 1m244.68,m244.681)NaCl( =故0.0005 0.0010 0.0020 0.00500.7071 1.0000 1.4142 2.23610.01251 0.01242 0.01231 0.01209)mmol/(1033 ic2/13)mmol/(ic)molmS/(12m, i根据科尔劳施方程, 以对作图, 应得一直线.icA= m m )molmS/(12m 2/13)mmol/(ic82006-3-22 4)molmS(01266.0)NaCl(12 m =(25)01266.

6、0)molmS/()NaCl(12 m =截距将直线外推至= 0时可得:c2/13)mmol/(icm/ (Sm2mol1)0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.50.012100.012200.012300.012400.012500.012602006-3-22 5已知25时0.05 moldm3 CH3COOH溶液的电导率为3.68 102 Sm1, 计算CH3COOH的解离度及解离常数K. 所需离子摩尔电导率的数据见表7.4.1.已知25时0.05 moldm3 CH3溶液的电导率为3.68 102 S1, 计算3的解离度及解离常数K. 所需离子摩尔电导率的数据见表7.4.1.CH3

7、COOH = CH3COO + H +平衡时c( 1 ) c c1243312m molmS1036.7mmol1005.0mS10.683=c查表得25时:)molmS(1082.349)H(124 m +=)molmS(109.40)COOCH(1243m =)molmS(1072.390)COOHCH( 1243m =故01884.01072.3901036.744m m =取c= 1 molm3, 则52210809.101884.0105.001884.01/= ccK102006-3-22 6已知25时AgBr(s)的溶度积Ksp= 6.3 1013. 利用表7.4.1 中的数据计

8、算25时用绝对纯的水配制的AgBr饱和水溶液的电导率, 计算时要考虑水的电导率(参见题7-12).已知25时AgBr(s)的溶度积Ksp= 6.3 1013. 利用表7.4.1 中的数据计算25时用绝对纯的水配制的AgBr饱和水溶液的电导率, 计算时要考虑水的电导率(参见题7-12).由题7-12, 25时绝对纯水(H2O) = 5. 497 106Sm1.查表得25时:)molmS(1092.61)Ag(124 m +=)molmS(104.78)Br(124 m =)molmS(1032.140)AgBr( 124 m =故AgBr在纯水中的溶解度很小, 且全部电离, 所以342/1mmo

9、l10937.7)()Br()Ag()AgBr(+=spKccc1534124m mS101.113 mmol10937.7molmS1032.140 )AgBr()AgBr()AgBr(= c151652mS101.663 m)S105.497101.113( )OH()AgBr()AgBr(=+=+= 溶液132006-3-22 725时碘酸钡Ba(IO3)2在纯水中的溶解度为5.46 104 moldm3. 假定可以应用德拜-许克尔极限公式, 试计算该盐在0.01 moldm3CaCl2溶液中的溶解度.25时碘酸钡Ba(IO3)2在纯水中的溶解度为5.46 104 moldm3. 假定可

10、以应用德拜-许克尔极限公式, 试计算该盐在0.01 moldm3CaCl2溶液中的溶解度.在一定温度下Ksp为定值, 不因CaCl2的存在而改变.1414242BB0kgmol1046.53 kgmol)1046.5221046.5(2121=+=zbI04120.0)kgmol1046.53(12kgmol509.0 |lg2/1142/12/100,=+IzAz90949.00,=Ba(IO3)2的溶度积( 取c= 1 moldm3 ):01343030,322108981.4)105.464(0.9094 )/(4)IO()Ba(+= ccaaKsp*182006-3-22 8设Ba(I

11、O3)2在0.01 moldm3CaCl2溶液中的溶解度为c132BBkgmol)dmmol/01.0(321+=czbI(1) )dmmol/01.0(32509.0 |lg2/13+=cIzAz得又由 )/(4)/(4 333030,= ccccKsp(2) dmmol1046.590949.03400,= cc343dmmol105659.765634.0=c采用逐步近似法解(1)和(2)式, 得2006-3-22 9)kgmol1.0(HCl)l(Hg)s(ClHg)kPa325.101(H)l(HgCle)s(ClHgeH)kPa325.101(H)1(122212212221221

12、+阴极阳极电池Pt|H2(101.325kPa)|HCl(0.1molkg1)| Hg2Cl2(s) |Hg 电动势E与温度T的关系为E/V = 0.0694+1.881103T/K2.9106 (T/K)2(1)写出电池反应; (2)计算25该反应的吉布斯函数变rGm, 熵变rSm,焓变rHm以用电池恒温可逆放电时该反应过程的热Qr,m.电池Pt|H2(101.325kPa)|HCl(0.1molkg1)| Hg2Cl2(s) |Hg 电动势E与温度T的关系为E/V = 0.0694+1.881103T/K2.9106 (T/K)2(1)写出电池反应; (2)计算25该反应的吉布斯函数变rG

13、m, 熵变rSm,焓变r m以用电池恒温可逆放电时该反应过程的热Qr,m.(2) 25,题给状态下的电池:E =0.0694+1.881103298.152.9106(298.15 )2V = 0.3724V(E/T)p=(1.881103 22.9106T/K)V/K = 1.5173 104V/KrGm=zFE=(1 96500 0.3724)Jmol1 =35.94 kJmol1202006-3-22 10rSm= zF(E/T)p= 1 96500 1.5173 104)Jmol1 K1= 14.64 Jmol1 K1rHm= TrSm+rGm=(298.15 14.64 10335.

14、94) kJmol1= 31.57 kJmol1Qr, m = TrSm=298.15 14.64 Jmol1 =4.365 kJmol12006-3-22 11电池Pt | H2(g, 100kPa) | HIa(HI)=1 | I2(s) |Pt 的电池反应写为下列两种形式:应用表7.12.1的数据计算25两个电池反应的E, rGm和K.1)HI(HI)(I)kPa100,(gH)2(1)HI(HI2)(I)kPa100,(gH)1(22122122=+=+asasV535.0Pt|)g(H|HPt|)s(I|I)1(221=+EEE111m,1rmolkJ26.103molJ535.09

15、65002= FEzG19m,1r110232.115.298314.8103260expexp =RTGKV535.0)2(12=EE1m,1rm,2rmolkJ63.512/= GG9121011.1 =KK222006-3-22 12写出下列各电池的的电池反应. 应用表7.12.1的数据计算25时各电池的电动势E及各电池反应的摩尔吉布斯函数变rGm, 并指明各电池反应能否自发进行.(1) Pt | H2(g, 100kPa) | HCla(HCl)=1 | Cl2(g) |Pt;1(HCl)HCl2(g,100kPa)Cl(g,100kPa)HCl2e2100kPa) (g,Cl)2(

16、e2H2100kPa) (g,H)1(2222=+=+az阴极阳极V358.1Pt|)g(H|HPt|)g(Cl|Cl22=+EEEE.0molkJ1.262 molJ358.196500211mrmr故反应可自发进行=FzEGG252006-3-22 13)5.0)(ZnClZnCl2Ag2AgCl(s)ZnAg(s)Cl2e2AgCl(s)2)2( e2ZnZn)2(222=+=+az阴极阳极(2) Zn | ZnCl2a(ZnCl2) = 0.5 | AgCl(s) |Ag0.9851VV)7630.0(2221.0Zn)|Zn(Ag|)s(AgCl|Cl2=+EEE.0molkJ8.1

17、91 molJ9940.096500211mr故反应可自发进行=zEFG0.9940Vln0.5)V96500215.298314.80.9851( )ZnCl(ln)AgCl()Zn()Ag()ZnCl(ln2222=azFRTEaaaazFRTEE2006-3-22 14应用表7.6.1的数据计算下列电池在25时的电动势.Cu |CuSO4( b1= 0.01molkg1 )|CuSO4( b2= 0.1molkg1 )|Cu从表7.6.1查得CuSO4溶液的平均离子活度系数:b1= 0.01molkg1时, , 1=0.41; b2= 0.1molkg1时, , 2 =0.16.得a,

18、1 =, 1 b1 /b= 0.410.01=0.0041 ; a, 2 =, 2 b2 /b= 0.160.1=0.016)(Cu)(Cu Cue2)(Cu e2)(CuCu 1,22,22,21,2+aaaa电池反应阴极阳极0.01749VV016.00041.0ln96500215.298314.8ln2,1,=aazFRTEE292006-3-22 15浓差电池Pb| PbSO4(s)|CdSO4 (b1= 0.2molkg1, , 1=0.1 )| CdSO4( b2= 0.02molkg1 , , 2=0.32 )|PbSO4(s)| Pb 已知在两液体接界处Cd2+离子的迁移数的

19、平均值为t(Cd2+) = 0.37.(1)写出电池反应;(2)计算25时液体接界电势E(接界)及电池电动势E.)(SO)(SO )(SOPb e2)s(PbSO e2)s(PbSO )(SOPb )1(2,241,242,24441,24+aaaa电池反应阴极阳极(2) a, 1 =, 1 b1 /b= 0.10.2=0.02 ; a, 2 =, 2 b2 /b= 0.160.1=0.0064t+ = 0.37; t=1t+= 0.63312006-3-22 16V10805.3V064.002.0ln96500215.298314.8)63.037.0( ln)()(32,1,+=aazF

20、RTttE液界V01083.0V064.002.0ln9650015.298314.837.0ln22ln)(ln )()(2,1,2,1,2,1,=+=+=+aaFRTtaazFRTttaazFRTEEE液界浓差2006-3-22 17电池Sb| Sb3O2(s)|某溶液|饱和KCl溶液|Hg2Cl2(s)|Hg 在25,当某溶液为pH=3.98的缓冲溶液时, 测得电池电动势E1=0.228V; 当某溶液换为待测pH值的溶液时, 测得电池电动势E2=0.3451V. 试计算待测溶液的pH值.e6H6)s(OSb )l(OH3Sb 2 322+阳极0.228V)VpH05916.0(Sb |)

21、s(OSb ,H Hg |)s(ClHg ,Cl132221=+=+EEE0.3451V)VpH05916.0(Sb |)s(OSb ,H Hg |)s(ClHg ,Cl232222=+=+EEEpH)V05916.0(Sb |)s(OSb ,H )H(ln)/(Sb |)s(OSb ,H)(32632=+=+EazFRTEE阳0.1171V0.228)V0.3451()VpHpH(05916.01212= EE96.598.305916.00.1171pHV05916.0pH1122=+=+=EE332006-3-22 18(1)应用表7.12.1的数据计算下列反应在25时的平衡常数K, F

22、e2+Ag+ Fe3+ +Ag .(2)将适量的银粉加到浓度为0.05moldm3的Fe(NO3)3溶液中, 计算平衡时Ag+的浓度. (假设各季子的活度系数均等于1)(1) 题给反应可设计成电池Pt| Fe2+, Fe3+| Ag+|AgAge AgeFeFe 32+阴极阳极0.0294VV)770.07994.0( Pt)|Fe,Fe()Ag|Ag(32=+EEE141.315.298314.8965000294.01expexp =RTzFEK352006-3-22 19(2)设平衡时Ag+的浓度为cFe2+ + Ag+ Ag + Fe3+反应前0 0 银粉0.05moldm3 平衡时c

23、c 银粉0.05moldm3c3323233dmmol04394.0 005.0)dmmol/()dmmol/(141.3141.3)dmmol/()dmmol/(05.0=+=cccccKKa2006-3-22 20已知25时的平衡常数E(Fe3+/Fe)=0.036V, E(Fe3+/Fe2+) = 0.770V,试计算25时电极Fe2+|Fe的标准电极电势E(Fe2+/Fe ). 电池(1) Fe|Fe3+(a = 1) | Fe2+(a = 1), Fe3+(a = 1) |Pt(1) )1(3Fe)1(2FeFe )1(3Fe e3)1(3Fe e3)1(Fe Fe 23233=+=

24、+=+=+aaaaa电池反应阴极阳极Fe)|(FePt)|Fe,(Fe3 3231 m,r+= EEFG电池(2) Fe|Fe2+(a = 1) | Fe3+(a = 1)| Fe(2) )1(3Fe)1(2FeFe 2Fe e6)1(2Fe e6)1(3Fe 3Fe 2332=+=+=+aaaa电池反应阴极阳极Fe)|(FeFe)|(Fe6 232 m,r+= EEFG372006-3-22 21因反应(1)和(2)完全相同,=2 m,r1 m,rGGFe)|(FeFe)|(Fe6 Fe)|(FePt)|Fe,(Fe3 23323+=EEFEEF即V439.0 2/V770.0)036.0(

25、3 Pt)/2|Fe,(FeFe)|(Fe3 Fe)|(Fe2332=+EEE2006-3-22 22已知25时AgBr(s)的溶度积Ksp= 4.88 1013, E(Ag+/Ag) =0.7994V, EBr2(l)/Br=1.065V. 试计算25时(1)银-溴化银电极的标准电极电势EAgBr(s)/Ag.(2) AgBr(s)标准生成吉布斯函数.(1)银-溴化银电极的电极反应为(Ag+) AgBr(s) + e Ag + Br标准态活度Ksp1 1 10.07121V V)10.880.05916lg40.7994( V)lg05916.0(/Ag)(Ag )Ag()Ag(ln/Ag)(Ag )/Ag(Agg)(AgBr(s)/A13=+=+=+spspKEaazFRTEKaEE382006-3-22 23(2) AgBr(s)的生成反应可设计成电池Ag | AgBr(s) | Br| Br2(l) | Pt)s(AgBr(l)Br AgBr e(l)Br e)s( AgBrBr Ag221221+电池反应阴极阳极11mfmolkJ90.95 molJ96500)07121.0065.1(1 )(AgBr= zFEG本章完本章完