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第八章-电解质溶液第八章 电解质溶液一、基本公式和内容提要 1、Faraday （法拉第）定律 B Q n z F+=(8 - 1 - 1)B BQm M z F+=(8 – 1 -2)2、离子电迁移率和迁移数E Er u r ul l++==d d ,d d -- （8-2-1） defBB I t I=(8-2-2)I r I rt 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 FΛΛ∞∞∞∞==,-- (8-2-7)3、电导、电导率、摩尔电导率1IG R U ==- (8-3-1)1AG lκκρ==,（8-3-2）defm m V cκΛκ== （8-3-3） cell1l KR R A κρ=== (8-3-4)4、Kohlrausch(科尔劳奇)经验式 mm1c ΛΛ∞=-(5、离子独立移动定律m m,+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 Ccc 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 v m 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 I γ±+=-lg (8-9-1)z 1B A z Ia Iγ+-±+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。
*. 5 分 (3839) 3839(1) 定温下，比较 H +，⅓ La 3+，OH-，½ SO42-这四种离子在无限稀释水溶液条件下的摩尔电导率，哪个最大？(2) 相同温度下，各种不同钠盐的水溶液中，钠离子的迁移数是否相等？11. 5 分 (3688) 3688在希托夫法测定迁移数的实验中，用Pt 电极电解AgNO 3溶液，在100 g 阳极部的溶液中含Ag +的物质的量在反应前后分别为a mol 和b mol ，在串联的铜库仑计中有c g 铜析出，则Ag +的迁移数计算式为：_____________________________。
[M r (Cu)=64] *. 5 分 (3839) 3839[答] (1) H + 最大 (2) 不等11. 5 分 (3688) 3688[答] 31.8(a -b )/c 409025℃时，碘酸钡Ba(IO 3)2在纯水中的溶解度为5.46×10-4 mol ·dm -3，假定可以应用德拜—休克尔极限公式。
试计算该盐在0.01 mol ·dm -3CaCl 2溶液中的溶解度。
[答] 24-1013 5.4610 mol kg 2i i I m z -==⨯⨯∑； 90949.0,04120.0||lg 0,00,=-=-=±-+±γγI z z A[]2-33100sp 323,0(Ba(IO )(Ba )(IO )4() 4.898110c K a a cγ+-±===⨯（5分）在0.01 -3mol dm CaCl 2溶液中溶解度为c ，则对应的I ，±γ为：-3-13[0.01/mol dm ] mol kg I c ≈+-31/2lg 0.5092[3(0.01/mol dm )]c γ±=-⨯⨯+3333sp 0,004(/)4(/)K c c c c γγ±±==利用逐步逼近法求得：c =7.5659×10-4 -3mol dm3933已知25℃时，AgBr(s)的溶度积K sp =6.3×10-13，同温下用来配制AgBr 饱和水溶液的纯水电导率为5.497×10-6 S ·m -1，试求该AgBr 饱和水溶液的电导率。
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
1. 用电流强度为5 A的直流电来电解稀H2SO4溶液,在300 K, 101.325 kPa 压力下如欲获得氧气和氢气各1 dm3,需分别通电多少时间?已知在该温度下水的蒸汽压为3565 Pa.
2. 当CuSO4溶液中通过1930 C电量后,在阴极上有0.009 mol的Cu沉积出来,试求在阴极上还析出H2(g)的物质的量.
3. 用Pt为电极,通电于CuSO4溶液,阴极部,中部和阳极部溶液的颜色在通电过程中有何变化?
若都改用Cu电极,三部溶液颜色变化又将如何?
4. 用银电极来电解AgNO3水溶液,通电一定时间后阴极上有0.078 g的Ag(s)析出.经分析知道阳极部含有AgNO3 0.236 g ,水23.14 g.已知原来所用溶液的浓度为每克水中溶有AgNO3 0.00739 g,试求Ag+和NO3-离子的迁移数.
5. 在298 K时用Ag+AgCl为电极,电解KCl的水溶液,通过前溶液中KCl的质量分数为w(KCl)=1.4941×,通电后在质量为120.99 g的阴极部溶液中
w(KCl)=1.9404×.串联在电路中的银库仑计有160.24 mg的Ag沉积出来,
求K+和Cl-离子的迁移数.
6. 在298K时电解用Pb(s)作电极的Pb(NO3)2溶液,该溶液的浓度为每1000 g水中含有Pb(NO3)216.64 g,当与电解池串联的银库仑计中有0.1658 g银沉积后就停止通电.阳极部溶液质量为62.50 g,经分析含有Pb(NO3)21.151 g , 计算Pb2+离子的迁移数.
7. 以银为电极通电于氰化银钾(KCN+AgCN)溶液时,银在阴极上析出.每通过 1 mol电子的电量,阴极部失去1.40 mol的Ag+和0.80 mol的CN-,得到0.60 mol 的K+,试求:
(1) 氰化银钾络合物的化学式;
(2) 正,负离子的迁移数.
8. 在298K时,用铜电极电解铜氨溶液,已知溶液中每1000 g水中含CuSO415.96 g, NH3 17.0 g, 当有0.01 mol 电子的电量通过以后,在103.66 g阳极溶液中含有2.091 g CuSO4, 1.571 g NH3, 试求:
(1) [Cu(NH3)x]2+离子中的x值.
(2) 该络合物离子的迁移数.
9. 在用界面移动法测定H+的离子迁移率(淌度)时,在历时750 s后界面移动了4.0 cm ,迁移管两极间的距离为9.6 cm,电位差为16.0 V,设电场是均匀的,试求H+离子的迁移率.
10. 某电导池内有两个直径为0.04 m并相互平行的圆形银电极,两极之间的距离为0.12 m.若在电导池内盛满浓度为0.1 mo l·dm-3的AgNO3溶液,施以20 V电压,则所得电流强度为0.1976 A. 试计算电导池常数,溶液的电导,电导率和AgNO3的摩尔电导率.
11. 273.15K时,在(1),(2)两个电导池中分别盛以不同液体并测得其电阻.当在(1)中盛Hg(l)时,测得电阻为0.99895 Ω(1Ω是273.15K时,截面积为1 平方毫米,长为1062.936 mm的汞柱的电阻);当(1)和(2)中均盛以浓度为3.0 mol·dm-3的H2SO4溶液时,测得(2)的电阻为(1)的0.107811倍;若在(2)中盛以浓度为1.0 mol·dm-3的KCl溶液时,测得电阻为17565 Ω.试求:
(甲) 电导池(1)的电导池常数.
(乙) 在273.15 K时,该KCl溶液的电导率.
12. 291K时,已知KCl和NaCl的无限稀释摩尔电导率分别为129.65×和108.60×S·m2/mol,K+和Na+的迁移数分别为0.496和0.397,试求在291 K 和无限稀释时
(1) KCl溶液中K+和Cl-的离子摩尔电导率.
(2) NaCl溶液中Na+和Cl-的离子摩尔电导率.
13. 298K时测得SrSO4饱和水溶液的电导率为1.482× S/m,该温度时水的电导率为1.5× S/m.试计算在该条件下SrSO4在水中的溶解度.
14. 291K时,纯水的电导率为3.8× S/m.当水H2O离解成H+和OH-并达到平
衡,求该温度下, H2O的摩尔电导率,离解度和H+离子浓度.已知这时水的密度为998.6 kg·m-3.
15. 在298K时,浓度为0.01 mol·dm-3的CH3COOH 溶液在某电导池中测得电阻为2220 Ω,已知该电导池常数为36.7 m-1.试求在该条件下CH3COOH的电离度和电离平衡常数.
16. 在291K时设稀溶液中H+,K+和Cl-的离子摩尔电导率分别为
278×,48×和49×S·m2/mol,试求在该温度下,在1000 V/m的均匀电场中,每种离子的迁移速率分别是多少?
17. 分别计算下列各溶液的离子强度
(1) 0.025 mol/kg的NaCl溶液.
(2) 0.025 mol/kg的CuSO4溶液.
(3) 0.025 mol/kg的LaCl3溶液.
(4) NaCl和LaCl3的浓度都为0.025 mol/kg的混合溶液.
18. 在298K时,某溶液含CaCl2的浓度为0.002 mol/kg，含ZnSO4的浓度亦为0.002 mol/kg。
试用德拜-休克尔极限公式求ZnSO4离子的平均活度系数。
19. 在298K时,醋酸HAc的电离平衡常数为1.8×,试计算在下列不同情况下醋酸在浓度为1.0 mol/kg时的电离度
(1) 设溶液是理想的,活度系数均为1.
(2) 用德拜-休克尔公式计算出γ±的值,然后在计算电离度.设未离解的HAc 的活度系数为1.
20. 计算298K时下列的物质溶液浓度分别为100,500和1000 mol·m-3 时(设m/(mol/kg)≈c/(mol·dm-3))的渗透压Π.
(1) 理想的非电解质溶液.
(2) NaCl溶液,已知范霍夫系数 i为2,设γ±=1.
(3) NaCl溶液,范霍夫系数 i=2,在三个浓度时实验测得的γ±分别为
0.778,0.681和0.657.
从本题计算可了解渗透压与哪些因素有关.。
