物理化学第七章 电化学习题及解答.doc

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1、第七章电化学习题及解答1.用铂电极电解CuCl2溶液。通过的电流为20A，经过15min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu;(2)在27℃，100kPa下，阳极析出多少Cl2？解：电极反应为阴极：Cu2++2e-=Cu阳极:2Cl--2e-=Cl2电极反应的反应进度为ξ=Q/(ZF)=It/(ZF)    因此：mCu=MCuξ=MCuIt/(ZF)=63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928gVCl2=ξRT/p=2.328dm32.用银电极电解AgNO3溶液。通电一定时间后，

2、测知在阴极上析出1.15g的Ag，并知阴极区溶液中Ag+的总量减少了0.605g。求AgNO3溶液中的t(Ag+)和t(NO3-)。解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中Ag+的总量的改变DmAg等于阴极析出银的量mAg与从阳极迁移来的银的量m’Ag之差：DmAg=mAg-m’Agm’Ag=mAg-DmAgt(Ag+)=Q+/Q=m’Ag/mAg=(mAg-DmAg)/mAg=(1.15-0.605)/1.15=0.474t(NO3-)=1-t(Ag+)=1-0.474=0.52

3、63.已知25℃时0.02mol/LKCl溶液的电导率为0.2768S/m。一电导池中充以此溶液，在25℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L的CaCl2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl2溶液的电导率；（3）CaCl2溶液的摩尔电导率。解：（1）电导池系数KCell为KCell=kR=0.2768×453=125.4m-1            （2）CaCl2溶液的电导率k=KCell/R=125.4/1050=0.1194S/m（3）Ca

4、Cl2溶液的摩尔电导率Λm=k/C=110.983×0.1194/(0.555×1000)=0.02388S·m2·mol-4.25℃时将电导率为0.141S/m的KCl溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L的NH4OH溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH4OH的解离度α及解离常数K。解：查表知NH4OH无限稀释摩尔电导率为(NH4OH)=(NH4+)+(OH-)=73.4×10-4+198.0×10-4=271.4×10-4S·m2·mol-因此，  

5、       α==      ==0.01344          K=c(NH4+)c(OH-)/c(NH4OH)===1.831×10-55.试计算下列各溶液的离子强度：（1）0.025mol/KgNaCl；（2）0.025mol/KgCuSO4；（3）0.025mol/KgLaCl3。解：根据离子强度的定义I=（1）I=｛0.025×12+0.025×（-1）2｝=0.025mol/Kg（2）I=｛0.025×22+0.025×（-2）2｝=0.1mol/Kg（3）I=｛0.025×32+0.075×（-1

6、）2｝=0.15mol/Kg   6.应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时下列各溶液中的γ±：（1）0.005mol/KgNaBr；（2）0.001mol/KgZnSO4。解：根据Debye-Hückel极限公式lgγ±=-Az+

7、z-

8、,25℃时水溶液中A=0.509(mol-1·kg)1/2(1)I=｛0.005×12+0.005×（-1）2｝=0.005mol/Kglgγ±=-0.509×1×

9、-1

10、=-0.03599,γ±=0.9205              (2) I=｛0.001×22+0.001×

11、（-2）2｝=0.004mol/Kglgγ±=-0.509×2×

12、-2

13、=-0.12877,γ±=0.74347.Zn(s)

14、ZnCl2(0.05mol·kg-1)

15、AgCl(s)

16、Ag(s)，该电池电动势E与T的关系为E/V=1.015-4.92×10-4(T/K-298)，试计算298K时有1mol的电子电量输出时，电池反应的ΔrGm、ΔrSm、ΔrHm和Qr（写出电池电极反应）解：阳极反应：Zn(s)→Zn2++2e-阴极反应：2AgCl(s)+2e-→2Ag+2Cl-电池反应：Zn(s)+2AgCl(s)→

17、2Ag+ZnCl2T=298K时，E=1.015-4.92×10-4×(298-298)V=1.015V=-4.92×10-4V·K-1=-zEF=-1×1.015×96500J·mol-1=-97.95KJ·mol-1=zF=1×96500(-4.92×10-4)=-47.45J·mol-1·K-1=+T=-97.95+298×(-47.45×10-3)=