8-电解质溶液答案

第五章 电解质溶液1. 写出下列分子或离子的共轭碱：H 2O 、H 3O +、H 2CO 3、HCO - 3、NH + 4、NH + 3CH 2COO -、H 2S 、HS -。

写出下列分子或离子的共轭酸：H 2O 、NH 3、HPO 2- 4、NH - 2、[Al(H 2O)5OH]2+、CO 2- 3、NH + 3CH 2COO -。

答：(1)酸H 2O H 3O + H 2CO 3 HCO 3- NH 4+ NH 3+CH 2COO - H 2S HS -共轭碱 OH - H 2O HCO 3- CO 32- NH 3 NH 2CH 2COO - HS - S 2- (2)碱H 2ONH 3HPO 42- NH 2- [Al(H 2O) 5OH] 2+ CO 32-NH 3+CHCOO - 共轭酸 H 3O + NH 4+ H 2PO 4- NH 3 [Al(H 2O) 6] 3+ HCO 3-NH 3+CH 2COOH2. 在溶液导电性试验中，若分别用HAc 和NH 3·H 2O 作电解质溶液，灯泡亮度很差，而两溶液混合则灯泡亮度增强，其原因是什么？答：HAc 和NH 3·H 2O 为弱电解质溶液，解离程度很小；混合后反应形成NH 4Ac 为强电解质，完全解离，导电性增强。

3. 说明：(1) H 3PO 4溶液中存在着哪几种离子?请按各种离子浓度的大小排出顺序。

其中H 3O +浓度是否为 PO 3- 4浓度的3倍？(2) NaHCO 3和NaH 2PO 4均为两性物质，为什么前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性？答：(1) 若c (H 3PO 4)=O.10mol·L -1，则溶液中各离子浓度由大到小为：离子 H + H 2PO 4- HPO 42- OH - PO 43- 浓度/mol·L -1 2.4×10-2 2.4×10-2 6.2×10-8 4.2×10-13 5.7×10-19 其中H +浓度并不是PO 43-浓度的3倍。

专题八电解质溶液A组基础巩固练1.(2022广东广州一模)溴甲基蓝(用HBb表示)指示剂是一元弱酸，HBb为黄色，Bb-为蓝色。

下列叙述正确的是( )A.0.01 mol·L-1 HBb溶液的pH=2B.HBb溶液的pH随温度升高而减小C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂，溶液显黄色D.0.01 mol·L-1 NaBb溶液中，c(H+)+c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb)2.(2022河北张家口一模)联氨(N2H4)溶于水后是一种二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。

25 ℃时，K b1(N2H4)=8.5×10-7，K b2(N2H4)=8.9×10-16。

下列说法错误的是 ( )A.0.10 mol·L-1的N2H5Cl溶液呈酸性B.N2H4的第二步电离方程式为N2+H2O N2+OH-C.N2H4与稀硫酸中和生成的酸式盐的化学式为N2H5HSO4D.N2H4的稀溶液中存在c(OH-)=c(N2)+2c(N2)+c(H+)3.(2022广东梅州一模)甲胺(CH3NH2)为一元弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(用CH3NH3Cl表示)。

将10 mL 0.1 mol·L-1 CH3NH2溶液与10 mL 0.1 mol·L-1盐酸混合。

下列叙述不正确是( )A.混合溶液呈酸性，加水稀释，n(H+)增加B.甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2+H2O CH3N+OH-C.混合溶液中:c(CH3N)+c(Cl-)<0.1 mol·L-1D.往混合液中滴加少量NaOH溶液，可促进CH3N的水解，水解常数K h增大4.(2022内蒙古包头第二次模拟)25 ℃时，在0.10 mol·L-1的H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液的pH与c(S2-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

第八章电解质溶液上一章下一章返回1．柯尔拉乌希经验公式适用条件和范围是什么？柯尔拉乌希离子独立运动定律的重要性何在？答：柯尔拉乌希经验公式：，适用于强电解质水溶液，浓度低于0.01mol·dm-3的稀溶液。

根据离子独立移动定律，可以从相关的强电解质的Λ∞来计算弱电解质的Λ∞。

或由离子电导数值计算出电解质的无限稀释时摩尔电导。

2．电导率与摩尔电导概念有何不同? 它们各与哪些因素有关?答：电导率κ是：两极面积各为1m2，并相距1m时，其间溶液所呈的电导；而摩尔电导是在相距1m的两电极间含有1mol溶质的溶液所呈的电导，摩尔电导用Λm表示Λm＝κ/c，电导率κ与电解质本性有关，与温度有关，与电解质浓度有关；摩尔电导与电解质本性有关，与温度有关，与电解质浓度有关。

3．为什么用交流电桥测定溶液的电导? 为什么用1000H z(即c/s，周每秒)频率测定溶液的电导? 为什么在未知电阻的线路上并联一电容? 测准溶液电导的关键是什么?答：用交流电流测溶液的电导，可以避免电解作用而改变电极本性，并且可以消除电极的极化作用。

用1000Hz的交流频率可防止电极上的极化作用，并可用耳机检零。

并联电容是为了消除电导池的电容的影响。

测准电导的关键是在各接触点均接触的条件下，电桥平衡，正确检零。

4．当一定直流电通过一含有金属离子的溶液时，在阴极上析出金属的量正比于：(1) 金属的表面积； (2) 电解质溶液的浓度；(3) 通入的电量； (4) 电解质溶液中离子迁移的速度。

答：(3).5．在界面移动法测定离子迁移数的实验中，其结果是否正确，最关键是决定于：(1) 界面移动的清晰程度； (2) 外加电压的大小；(3) 阴、阳离子迁移速度是否相同； (3) 阴、阳离子的价数是否相同。

答：(1)6．电解质在水溶液中时，作为溶剂的水电离为 H+、OH－离子，为什么一般不考虑它们的迁移数?影响离子迁移数的主要因素是什么？答：因为水中H+与OH－的浓度甚低，K sp＝10－14，其迁移数极小，不考虑不会影响测量结果。

第八章电解质溶液1.在300 K 、100 kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。

设所用直流电的强度为S A ，电流效率为100 % 。

如欲获得1 m'H, C剖，需通电多少时间？如欲获得1 m'O,C剖，需通电多少时间？已知在该温度下水的饱和蒸气压为3 565 Pa 。

2.用电解NaCl 水溶液的方法制备NaOH，在通电一段时间后，得到了浓度为1. 0 mo!•dm-3的Na OH 溶液0. 6 dm3 ，在与之串联的铜库仑计中析出了30. 4 g Cu (s）。

计算该电解池的电流效率。

3. 用银电极来电解AgN O，水溶液，通电一定时间后，在阴极上有0. 078 g 的Ag (s）析出。

经分析知道阳极部含有水23. 14 g 、Ag N Oa o. 236 g o 已知原来所用溶液的浓度为每克水中溶有Ag N 030. 007 39 g，试分别计算A矿和N03 的迁移数。

4.在298 K 时，用Ag I AgCl 为电极，电解KC！的水溶液，通电前溶液中KC！的质量分数为四（KCl ) = l. 494 1×10-3，通$..后在质量为12 0. 99 g 的阴极部溶液中四（KCl ) = l. 940 4 ×10 3 ，串联在电路中的银库仑计中有160. 24 mg 的Ag 沉积出来，求K ＋和Cl 的迁移数。

5.在298 K 时，用Pb (s）作电极电解Pb (N0, ) 2 溶液，该溶液的浓度为每1 000 g 水中含有Pb (N03 )2 16. 64 g，当与电解池串联的银库仑计中有0. 16 5 8 g 银沉积时就停止通电。

已知阳极部溶液质量为62. 50 g，经分析含有Pb (N0,) 2 l. 151 g ，计算Pb2 ＋的迁移数。

6. 以银为电极电解氧化银饵（KCN + AgCN ）溶液时，Ag (s）在阴极上析出。

每通过1 mol 电子的电荷量，阴极部失去1. 40 mol 的Ag ＋和0. 8 mo！的CN一，得到0. 6 mol 的K ＋，试求：( 1）氧化银何配合物的化学表达式［Ag”CCN )m J•中n 、m 、z 的值3(2 ）氟化银饵配合物中正、负离子的迁移数。

第八章电解质溶液【复习题】【1】Faraday电解定律的基本内容是什么？这定律在电化学中有何用处？【答】Faraday电解定律即通电于电解质溶液之后，（1）在电极上（即两相界面上）物质发生化学变化的物质的量与通入的电荷量成正比；（2）若将几个电解池串联，通入一定的电荷量后，在各个电解池的电极上发生化学变化的物质的量都相等。

根据Faraday电解定律，通过分析电解过程中反应物（或生成物）在电极上物质的量的变化，就可求出通入电荷量的数值。

【2】电池中正极、负极、阳极、阴极的定义分别是什么？为什么在原电池中负极是阳极而正极是阴极?【答】无论是在原电池还是在电解池中，总是把电势较低的极称为负极，把电势较高的极称为正极，总是把其上面发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极，在原电池中，负极电势较低，发生氧化反应，输出多余的电子;而正极发生还原反应，接受电子，电势较高，所以原电池中负极是阳极而正极是阴极。

【3】电解质溶液的电导率和摩尔电导率与电解质溶液浓度的关系有何不同？为什么？【答】一般情况下，溶液浓度增大时导电粒子数相应增加，因此电导率也变大。

摩尔电导率Λm是把1mol电解质置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极间，这时所具有的电导。

由于溶液中能导电的物质的量已确定，浓度降低时粒子间相互作用力减弱，离子的运动速率增加，故摩尔电导率增加。

【4】怎样分别求强电解质和弱电解质的无限稀释摩尔电导率？为什么要用不同的方法？【答】对于强电解质，可由kohlrausch公式外推得到，对于弱电解质，可由柯尔劳施离子独立运动定律求得，因为弱电解质如HAc、NH4OH等直到稀释到0.005 mol/dm3时，Λm与c仍不成线性关系，并且极稀时c稍微改变一点，Λm的值可能变化很大，实验上的少许误差对外推求得的∞的影响很大。

Λm【5】离子的摩尔电导率、离子的迁移速率、离子的电迁移率和离子迁移数之间有哪些定量关系式？【答】∞∞--∞∞++Λ=Λ=mm mm t t ,,;λλ F U F U m m --++==,,,λλ知道此三者关系后，可从实验易测得的量计算难以直接测量的量。

第八章 电解质溶液1.在300K 和100kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。

设所用直流电的压强为5A ，电流效应为100%。

如欲获得13m 2()H g ，需通电多少时间？如欲获得13m 2()O g ,需通电多少时间？已知在该温度下的饱和蒸汽压为3565Pa解：已知300K 的饱和蒸汽压3565Pa ，外压为100kPa 则放出气体的分压为： 100 3.56596.435kPa -= 则放出2H 的物质的量为mol RTV P n O H 66.38300314.81435.9622)(=⨯⨯==分放出2O 的物质的量为mol RTV P n O O 66.38300314.81435.9622)(=⨯⨯==分则38.66296500Q ZF ξ==⨯⨯238.66296500414.5()53600438.66496500829()53600Q t h I O Z Q t h I ⨯⨯===⨯=⨯⨯∴===⨯而的 2．用电解NaCl 水溶液的方法制备NaOH ，在通电一段时间后，得到了浓度为31.0mol dm -⋅的NaCl 溶液30.6dm ,在与之串联的铜库伦计中析出了30.4()gCu s 。

试计算该电解池的电流效率。

解： 22Cu e Cu +-+−−→ Q zF ζ=实际 ξ=Cu Cu M W =130.40.47863.6gmol g mol -=⋅ 2965000.47892254()Q C =⨯⨯=实际Q zF ζ=理论 22222H O e H OH --+−−→+ξ•=26.00.1⨯=0.3 mol 2965000.357900()Q C =⨯⨯=理论电流效率为：57900100%62.8%92254Q Q =⨯=理论实际 或者由于电流经过溶液与库仑计，直接由两者物质的量求出电流效率，但两者得到的电子数应一致，每析出1molCu ,理论上得到2molNaOH 。

第8章电解质溶液1.用氧化数法配平下列反应式：As2S3(s)+HNO3(浓)→H3AsO4 + H2SO4 + NO2 + H2OFeS2(s) + O2→Fe2O3(s) + SO2Cr2O3(s) + Na2O2(s)→Na2CrO4(s) + Na2O(s)S + H2SO4(浓)→SO2 + H2O2.用铂电极电解氯化铜CuCl2溶液，通过的电流为st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="20" UnitName="a">20A，经过15分钟后，在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯气? （答案：2.297 dm3）解：（1）在阴极Cu2+＋2e →Cu析出铜(2) 在阳极2Cl-→Cl2(g) + 2e析出氯3.一电导池中装入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K时测得其电阻为453Ω。

已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的电导率为0.2768S·m-1。

在同一电导池中装入同样体积的浓度为0.55g·dm-3的CaCl2溶液，测得电阻为1050Ω。

计算电导池常数、该CaCl2溶液的电导率和摩尔电导率Λm(1/2CaCl2)。

（答案：125.4 m-1，0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）解：（1）电导池常数G（2）CaCl2的电导率(3) 摩尔电导率4.在298K，H + 和HCO-3的离子极限摩尔电导率λH+ =3.4982×10-2S·m2·mol-1，λHCO-3 = 4.45×10-3S·m2·mol-1。

1、在300K 、100kPa 压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。

设所用直流电的强度为5A ，电流效率为100％。

如欲获得1m 3 H 2（g ），需通电多少时间？如欲获得1m 3 O 2（g ），需通电多少时间？已知在该温度下水的蒸气压力为3565Pa 。

解：氧气或氢气的压力为p ＝101325Pa －3565Pa ＝97760Pa在1dm 3中氧气或氢气的物质的量为3119776018.31430039.19pV n RTPa m J mol K Kmol--=⨯=⋅⋅⨯= 产生1mol H 2需2 mol 电子。

获得1m 3氢气，需通电时间为：11239.192965005.151273425212.23min=420.2hn F t Imol C mol C ss --⨯=⨯⨯⋅=== 产生1mol O 2需4 mol 电子。

获得1dm 3氧气，需通电时间为： 11439.194965005.302546850424.47min=840.41hn F t Imol C mol C ss --⨯=⨯⨯⋅=== 2、用电解NaCl 水溶液的方法制备NaOH ，在通电一段时间后，得到了浓度为1.0mol ·dm －3的NaOH 溶液0.6 dm ，在与之串连的铜库仑计中析出了30.4g Cu（s ）。

试计算改电解池的电流效率。

解：设发生反应的物质的基本单元为1e ，则发生如下反应：12Cu 2+ +e －＝12Cu H 2O+ e －＝OH －+H 2 Cl －－e －＝12Cl 2 所析出的Cu 的物质的量为：121230.40.95681163.54622Cu Cu Cu Cu Cu w w n mol M M ====⨯ 331.00.60.6Cl OH n n mol dm dm mol ---==⋅⨯=100%0.6100%0.956862.7%mol mol⨯=⨯=电极上产物的实际量电流效率=理论计算应得量3、用银作电极电解AgNO 3水溶液，通电一定时间后阴极上有0.078g 的Ag（s ）析出。

第八章 电解质溶液一、基本公式和内容提要 1、Faraday （法拉第）定律B Qn z F +=(8 - 1 - 1)B B Qm M z F+=(8 – 1 -2)2、离子电迁移率和迁移数 EEr u r u ll++==d d ,d d -- （8-2-1）defBB I t I=(8-2-2)I r I r t t I r r Ir r +++++====++,-----(8-2-3)u u t t u u u u ++++==++,----(8-2-4)B 11t t t t t +++=∑=∑+∑=,--(8-2-5)m,+m,mmt t ΛΛΛΛ∞∞+∞∞==,--(8-2-6)m,++m,u F u F ΛΛ∞∞∞∞==,--(8-2-7)3、电导、电导率、摩尔电导率1I G R U==- (8-3-1)1AG lκκρ==,（8-3-2）defm m V cκΛκ==（8-3-3）cell 1l K R R A κρ===(8-3-4)4、Kohlrausch(科尔劳奇)经验式m m 1ΛΛ∞=-(5、离子独立移动定律mm,+m,-m m,+m,-v v ΛΛΛΛΛΛ∞∞∞∞∞∞+-=+=+,(8-5)6、Ostwald （奥斯特瓦尔德）稀释定律 mmΛαΛ∞= （8-6-1）2m m m m Cc c K ΛΛΛΛ∞∞=-()（8-6-2）7、离子的平均活度、平均活度因子和电解质的平均质量摩尔浓度111defdefdefv v v v v v vvva a a m m m γγγ+-+-+-±+-±+-±+-===(),(),()（8-7-1）B v v vm a a a a a mγ+-±±±+-±===,（8-7-2）1、 离子强度def2B B B12I m z ∑=(8-8)9、Debye-Huckel(德拜-休克尔)的极限定律z A z γ±+=-lg (8-9-1)γ±=lg (8-9-2)电解质溶液之所以能导电，是由于溶液中含有能导电的正、负离子。