下载文档原格式
第八章 电解质溶液 （例题与习题解）例题1、已知25℃时，m ∞Λ(NaAc)=×10-4S·m 2·mol –1，m ∞Λ(HCl)=×10-4S·m 2·mol –1，m ∞Λ(NaCl)=×10-4S. m2·mol –1，求25℃时∞m Λ(HAc)。
解：根据离子独立运动定律+ m m m (NaAc) =(Na ) +(Ac )ΛΛΛ∞∞∞-+ m m m (HCl) =(H ) +(Cl )ΛΛΛ∞∞∞- + m m m (NaCl) =(Na ) +(Cl )ΛΛΛ∞∞∞- + m m m (HAc) =(H ) +(Ac )ΛΛΛ∞∞∞-+ + m m m m + m m =(H ) (Cl )(Na )(Ac ) (Na )(Cl )ΛΛΛΛΛΛ∞∞-∞∞-∞∞-+++--m m m =(HCl) (NaAc)(NaCl)ΛΛΛ∞∞∞+-=+=×10-4 (S·m 2·mol -1)例题2：一些常见离子在25℃时的λ∞±m,见P 22表，求∞m 24Λ(H SO )。
解：=∞)SO (H Λ42m )(SO λ)(H 2λ-24m m ∞+∞+0.015960.0349822＋⨯=0.085924＝（S·m 2·mol –1）例题３：的醋酸水溶液在25℃时的电导率为×10-2 ，计算醋酸溶液的pH 值和解离平衡常数。
解：-2-32-1m κ 1.6210Λ===1.6210(S.m .mol )c 0.01⨯⨯⨯1000+--4m H ,m Ac ,mΛ=λ+λ=(349.82+40.9)10∞∞∞⨯).mol (S.m 103.91-122-⨯=-3m -2m Λ 1.6210α===0.0451Λ 3.9110∞⨯⨯ pH =-lg(αc)=-lg(0.0451)=3.38⨯0.0122c c α0.010.045k ==1-α1-0.045⨯-5-3=1.0810(mol.dm )⨯例题４:电导测定得出25℃时氯化银饱和水溶液的电导率为10–4 S·m –1。
第八章电解质溶液及电化学系统主要内容1．电解质溶液及电化学系统研究的内容和方法2．电解质溶液的热力学性质3．电解质溶液的导电性质4．电化学系统的热力学重点1．重点掌握了解电解质溶液的导电机理，理解离子迁移数、表征电解质溶液导电能力的的物理量（电导率、摩尔电导率）、电解质活度和离子平均活度系数的概念；2．重点掌握离子氛的概念和德拜—休克尔极限定律；3．重点掌握理解原电池电动势与热力学函数的关系；掌握能斯特方程及其计算；难点1．电解质溶液的导电机理，理解离子迁移数、表征电解质溶液导电能力的的物理量（电导率、摩尔电导率）、电解质活度和离子平均活度系数的概念；2．离子氛的概念和德拜—休克尔极限定律；3．原电池电动势与热力学函数的关系；能斯特方程及其计算教学方式1. 采用CAI课件与黑板讲授相结合的教学方式。
2. 合理运用问题教学或项目教学的教学方法。
教学过程第8.1节电解质溶液及电化学系统研究的内容和方法一、电解质溶液及电化学系统研究的内容1、电解质溶液①电解质溶液的热力学性质电解质由于存在电离，正负离子之间的静电作用力使其偏离理想稀薄溶液所遵从的热力学规律，所以引入了离子平均活度和离子平均活度因子等概念。
思考：理想稀薄溶液所遵从的热力学规律是什么？②电解质溶液的导电性质高中阶段就学过电解质溶液的导电性质，为了表征电解质溶液的导电能力，则引入了电导、电导率、摩尔电导率等概念。
2、电化学系统在两相或数相间存在电势差的系统称为电化学系统。
①电化学系统的热力学性质电化学系统的热力学主要研究电化学系统中没有电流通过时系统的性质，即有关电化学平衡的规律。
②电化学系统的动力学电化学系统的动力学主要研究电化学系统中有电流通过时系统的性质，即有关电化学反应速率的规律。
二、电化学研究的对象第8.2节电解质溶液的热力学性质一、电解质的类型1、电解质的分类电解质的定义：解离：电解质在溶剂中解离成正、负离子的现象。
强电解质：弱电解质：强弱电解质的分类除与电解质本身性质有关外，还取决于溶剂的性质。
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 电解质溶液一、选择题1. 在CuSO 4溶液中用铂电极以0.1 A 的电流通电10 min ，在阴极上沉积的铜的质 量是：(A) 19.9 mg(B) 29.0 mg(C) 39.8 mg(D) 60.0 mg2. 浓度为m 的Al 2(SO 4)3溶液中，正负离子的活度系数分别为和，则平均活度系数等于：3. 下列电解质溶液中，离子平均活度系数最大的是 ： (A) 0.01 mol·kg -1 NaCl (B) 0.01 mol·kg -1 CaCl 2 (C) 0.01 mol·kg -1 LaCl 3 (D) 0.01 mol·kg -1 CuSO 44. 0.1 mol·kg -1 CaCl 2水溶液，其平均活度系数±=0.219，则离子平均活度a ±为：(A) 3.476×10-4(B)3.476×10-2(C) 6.964×10-2(D) 1.385×10-25. 有一ZnCl 2水溶液，m =0.002 mol·kg -1 ，±=0.83，则a ±为：(A) 1.66×10-3 (B) 2.35×10-3 (C)2.64×10-3(D) 2.09×10-46. 已知298 K 时，=∞Cl)NH (4m Λ 1.499×10-2 -12mol m S ⋅⋅，=∞NaOH)(m Λ 2.487×10-2 -12mol m S ⋅⋅，=∞NaCl)(m Λ 1.265×10-2 -12mol m S ⋅⋅，则m 32(NH H O)∞Λ为：(A)0.277×10-2 -12mol m S ⋅⋅ (B)2.721×10-2 -12mol m S ⋅⋅ (C)2.253×10-2 -12mol m S ⋅⋅ (D)5.251×10-2 -12mol m S ⋅⋅ 7. 对于给定离子B ，应当满足下列条件中的哪几个，才能使离子的摩尔电导率m,B和离子淌度U B 为常数。
第八章 电解质溶液 检测题（一）一、选择题1.一化学兴趣小组在家中进行化学实验，按照图1连接好线路发现灯泡不亮，按照图2连接好线路发现灯泡亮，由此得出的结论正确的是（ ）A ． NaCl 固体中没有离子B ． NaCl 溶液是电解质C ． NaCl 在水溶液中电离出了可以自由移动的离子D ． NaCl 溶液在电流作用下电离出大量的离子2.下列说法正确的是（ ）A ．易溶于水的物质一定是电解质B ． 液态氯化氢能导电C ．液态氯化钠能导电D ． 熔融的液态钠是电解质3.25℃时，向盛有50mL pH=2的HA 溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH 溶液，加入NaOH 溶液的体积(V)与所得混合溶液的温度(T)的关系如图所示。
下列叙述正确的是A HA 溶液的物质的量浓度为0 0l mol 1L -⋅B b→c 的过程中，温度降低的原因是溶液中发生了吸热反应C a→b 的过程中，混合溶液中可能存在：c(A －)=c(Na ＋)D 25℃时，HA 的电离平衡常数K 约为 4.关于沉淀溶解平衡和溶度积常数，下列说法不正确的是A.将饱和Na 2SO 4溶液加入到饱和石灰水中，有白色沉淀产生，说明大于B. 只与难溶电解质的性质和温度有关，而与溶液中的离子浓度无关C.已知25℃时，，该温度下反应的平衡常数D.已知25℃时，，在MgCl2溶液中加入氨水，测得混合液的pH=11，则溶液中的5.下列实验方案不可行或结论不正确的是A．用湿润的pH试纸测定饱和Na2CO3溶液的pHB．通过观察下图中导管水柱的变化，验证铁钉生锈的主要原因是吸氧腐蚀C．向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液，出现红褐色沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3＜Mg(OH)2D．向同pH、同体积的醋酸和盐酸溶液中加入足量镁粉，通过完全反应后收集到的H2体积，比较两种酸的电离程度：醋酸＜盐酸6.常温下，向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液。
第八章电解质溶液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S A，电流效率为100%。
如欲获得1m'H,C剖，需通电多少时间？如欲获得1m'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3565Pa。
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1.0mo!•dm-3的Na OH溶液0. 6dm3，在与之串联的铜库仑计中析出了30.4g 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0.078g的Ag(s）析出。
经分析知道阳极部含有水23.14g、Ag N Oa o.236g o已知原来所用溶液的浓度为每克水中溶有Ag N030.00739g，试分别计算A矿和N03的迁移数。
4.在298K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.4941×10-3，通$..后在质量为120.99g的阴极部溶液中四（KCl)=l.9404×103，串联在电路中的银库仑计中有160.24mg的Ag沉积出来，求K＋和Cl的迁移数。
5.在298K时，用Pb(s）作电极电解Pb(N0,)2溶液，该溶液的浓度为每1000g水中含有Pb(N03)2 16.64g，当与电解池串联的银库仑计中有0.1658g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,)2l.151g，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1mol电子的电荷量，阴极部失去 1.40mol的Ag＋和0.8mo！的CN一，得到0.6mol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。
7.在298K时，用铜电极电解铜氨溶液，已知溶液中每1000g水中含Cu S04l5.96g,NH,17.0g，当有0.01mo！电子的电荷量通过以后，在103.66g阳极部溶液中含有 2.091g CuSO.、1.571g NH，.试求：（1)[Cu(NH,)x］＋离子中的z值；（2）该配合物离子的迁移数。
8.298K时，在用界面移动法测定离子迁移数的迁移管中，首先注入一定浓度的某有色离子溶液，然后在其上面小心地注入浓度为0.01065mo!•dm-3的HCl水榕液，使其间形成一明显的分界面。
通人11.54mA的电流，历时22min，界面移动了15cm。
已知迁移管的内径为 1.0cm，试求H＋的迁移数。
9.在用界面移动法测定H＋的电迁移率（淌度）时，历时750s后，界面移动了4.0cm。
已知迁移管两极之间的距离为9.6cm，电位差为16.0V，设电场是均匀的，试求H＋的电迁移率。
IO.某电导池内装有两个直径为0.04m并相互平行的圆形银电极，电极之间的距离为0.12m。
若在电导池内盛满浓度为0.1mo!•dm3的AgNO，溶液，施以20V的电压，则所得电流强度为o.1976A。
试计算电导池常数、溶液的电导、电导率和AgNO，的摩尔电导率。
11.用实验测定不同浓度KCI溶液的电导率的标准方法为，273.15K时，在I,n两个电导池中分别盛以不同液体并测其电阻。
当在I中盛Hg（！）时，测得电阻为o.99895nc1n是273.15K时，截面积为1mm2、长为1062.936mm的Hg（）柱的电阻）；当I和E中均盛以浓度约为3mo!•dm-3的H2SO，溶液时，测得E的电阻为I的0.107811倍。
若E中盛以浓度为 1.0mo!•dm3的KC！溶液时，测得电阻为11565n。
试求，C l）电导池I的电导池常数，（2）在273.15K时，该KCI溶液的电导率。
12.291K时，已知KC！和N aCl的元限稀释摩尔电导率分别为A;:;'(KC!)=1.2965×10-2S•m2•mol-1和A;:;'(NaCl)=1.086O×10→S•m2•mo!1,K＋和Na＋的迁移数分别为t(K+)=0.496,t(Na+)=O.397，试求在291K和无限稀释时，（1)KC！溶液中K＋和Cl一的离子摩尔电导率；(2)N aCl溶液中Na＋和Cl的离子摩尔电导率。
13.298K时，在某电导池内盛以浓度为0.01mol•dm→的KCI水溶液，测得电阻R为484.0n o当盛以不同浓度的N aCl水溶液时测得数据如下：c(NaCl)/(mol•m-3)0.5 1.0 2.0 5.0Am/CS•m2•mol-1) 1.253×10→ 1.244×10→ 1.233×10→ 1.211×10→已知298K时，0.01mo!•dm3的KC！水溶液的电导率叫KCl)=0.1412S•m1，试求：C l)NaCl水溶液在不同浓度时的摩尔电导率Am CNaCl);(2）以Am(Na Cl）对rc作图，求NaCl的元限稀释摩尔电导率11;:;'(NaCl）。
14.在某电导池中先后充以浓度均为0.001mol•dm寸的HCl、NaCl和Na N0，分别测得电阻为468.0、15800和16500。
已知Na N03溶液的摩尔电导率Am(Na NO,)=l.21×10→S•m2•mol-1,设这些都是强电解质，其摩尔电导率不随浓度而变。
试计算：C l）浓度为0.001mo!•dm→Na N03溶液的电导率；（2）该电导池的常数K,,n;(3）此电导池如充以浓度为0.001mo!•dm-3HN03溶液时的电阻及该HNO，溶液的摩尔电导率。
15.298K时测得SrSO，饱和水溶液的电导率叫溶液）1.482×102S·m-1，该温度时水的电导率叫水）l.496×10-'S•m l。
试计算该条件下SrSO，在水中的饱和溶液的浓度。
16.298K时，所用纯水的电导率k（H20)=l.60×10寸S•m-1.试计算该温度下PbSO,(s）饱和溶液的电导率。
已知PbSO4（s）的溶度积Ksp=1.60*10-817.291K时，纯水的电导率叫H20)=3.8×10→S·m叶，当H20(I）解离成H＋和OH并达到平衡时，求该温度下H20(I）的摩尔电导率、解离度和H＋的浓度。
已知这时水的密度为998.6kg•m-3.18.根据如下数据，求H,0(1）在298K时解离成H＋和OH并达到平衡时的解离度和离子积常数Kw。
已知298K时，纯水的电导率K(H20)=5.5×10-6S.m-1,A(H+)=3.498×102S•m2.mol-1A（oH-)=1.98×102S•m2•mo[-1，水的密度为997.09kg•m-319.在298K时，浓度为0.01mo!•dm寸的HAc溶液在某电导池中测得电阻为2220Q。
巳知该电导池常数K四11=36.7m-1，试求该条件下HAc的解离度和解离平衡常数。
20.画出下列电导漓定的示意图：(1）用Na OH滴定ιH,OH;(2）用NaOH滴定HCI(3）用Ag NO，滴定K2CrO,;;(4）用BaCl，滴定Tl2SO，。
21.298K时，在某一电导池中充以0.1mo\•dm-3、电导率为0.14114S•m-i的KCI溶液，测得其电阻为525.fl。
当在该电导池内充以0.10mol•dm-3的NH3•H20溶液时，测得其电阻为20300，已知此时所用水的电导率为2×10-'S·m-10试求：(1）该NHa•H20溶液的解离度；(2）当该电导池充以纯水时的电阻值。
22.298K时，已知A:(N aCl)=1.086×10-2S•m2•mo!1,A:;:(NaOH)=2.172×1一2S•m2•mol-1和A:(NH,Cl)=1.298×10'S•m2•mo!1;NH,•H20在浓度为0.1mo!•dm-3时的摩尔电导率A咽 3. 09×10-•s.m2•mo1-1，浓度为0.01mo!•dm-3时的摩尔电导率Am=9.62×10-•s•m2•mo1-1。
试根据上述数据求N H,·H,O的两种不同浓度溶液的解离度和解离常数。
23.291K时，在一电场梯度为1ooo V•m一1的均匀电场中，分别放入含H+,K＋、Cl的稀榕液，试求各个离子的迁移速率。
已知各溶液中的离子摩尔电导率分别为24.分别计算下列各溶液的离子强度，设所有电解质的浓度均为0.025mol•kg-1。
（1)Na Cl;(2)MgCl2;(3) CuSO,;（的LaCI,;(5)NaCl和LaCl，的混合溶液，浓度各为0.025mo!•kg1。
25.分别计算下列四种溶液的离子平均质量摩尔浓度m?，离子的平均活度电以及电解质的活度句。
浓度均为0. 01mo!•kg一1。
(1)NaCl(Y土0.904);(2)K2SO,(Y土O.715);(3)CuSO,(Y土0.444);(4)K3[Fe(CN),](Y土0.571）。
26.有下列不同类型的电解质：（1)HCl;(2)MgCl2;(3)CuS0,;(4)LaCl,;(5)Al2(S0,)3.设它们都是强电解质，当它们的溶液浓度分别都是0.025mo!•kg-1时，(1）试计算各种溶液的离子强度l;(2）试计算各种溶液的离子平均质量摩尔浓度m?;(3）用Debye-Hi.ickel公式计算离子平均活度因子y±(4）计算电解质的离子平均活度d士和电解质的活度a527.试用Debye-Hocke！修正公式计算298K时浓度为0.001rnol•kg1K3[Fe(CN)6］溶液的平均活度因子（已知实验值为0.80的。
28.在298K时，某溶液含MgCl2和ZnSO，的浓度均为0.002rnol•kg1，试用Debye-Hiick el极限公式求ZnSO，的离子平均活度因子。
29.在298K时，CO,Cg）饱和水溶液的电导率为1.87×10•s.m-1，已知该温度纯水的电导率为6.0×10-6S'ID I，假定只考虑碳酸的一级解离，并已知该解离常数K,9=4.31×10斗。
试求CO,(g）饱和水溶液的浓度。
30.在298K时，醋酸HAc的解离平衡常数k9=l.8×105，试计算在下列不同情况下醋酸在浓度为 1.0mo!•kg1时的解离度。
