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第九章 电化学基础知识

习题答案

9-1 291K时将0.1 mol dm-3 NaC1溶液放入直径为2mm的迁移管中，管中两个Ag-AgC1

电极的距离为20cm，电极间电势降为50V。如果电势梯度稳定不变。又知291K时Na+和C1-的电迁移率分别为3.73×10-8和5.98×10-8 m2 V-1 s-1，问通电30分钟后：（1）各离子迁移的距离；（2）各离子通过迁移管某一截面的物质的量；（3）各离子的迁移数。

解：（1）离子迁移的距离L(Na+)= U(Na+) (dφ/dl)t =0.0168m , L(C1-)=0.0269m

（2）n(Na+)=πr2c(Na+) L(Na+)=5.27×10-6mol , n(C1-)=8.45×10-6mol （3）t(Na+)= U(Na+)/[ U(Na+)+ U(C1-)]=0.384 , t (C1-)=0.616

9-2 用银作电极电解 AgNO3溶液,通电后有0.078克银在阴极沉积出来,经分析知阳

极区含有 AgNO30.236克,水23.14克,而未电解前的溶液为每克水含有0.00739克AgNO3,试求Ag＋离子的迁移数。

解：n(电解)= 0.078/108 mol , n(前)= 0.00739×23.14/170 mol, n(后)= 0.236/170 mol n(迁移) = n(前) - n(后) + n(电解) , t(Ag＋)= n(迁移)/ n(电解)= 0.47

9-3 某电导池先后充以0.001mol dm-3 的 HCl、0.001mol dm-3 的NaCl和 0.001mol dm-3

的NaNO3三种溶液,分别测得电阻为468,1580和1650Ω.已知NaNO3 的摩尔电导率为121 S cm2mol-1

,如不考虑摩尔电导率随浓度的变化, 试计算

(1) 0.001mol dm-3NaNO3 溶液的电导率? (2) 电导池常数l/A

(3)此电导池中充以0.001mol dm-3HNO3溶液的电阻和HNO3的电导率?

解：(1) ?= c?m=1.21×10-4S cm-1 (2) l/A =?/G =0.2cm-1

???(3) ??m( HNO3)=?m( HCl)+?m( NaNO3)-?m( NaCl) , 电导池、浓度相同时有

G ( HNO3)= G ( HCl)+ G ( NaNO3)- G ( NaCl)，R( HNO3)＝475Ω ，?＝4.21×10-4S cm-1

9-4 BaSO4饱和溶液在291.15K 时电导率为3.648×10-6 S cm-1 ,求该溶液的浓度。

-22-1

已知水的电导率为1.5×10-6 S cm-1，?? m（0.5BaSO4）=1.235×10 S m mol。

-5-5-5 解：c =?( BaSO4)/ ??（BaSO）=(3.648×10-1.5×10) /(2×1.235)= 0.87×104mmol dm-3

9-5 用同一电导池分别测定浓度为 0.01和 1.00 mol dm-3 的不同电解质(但类型相

同)溶液的电导，其电阻分别为 1000Ω 及 250Ω，则它们的摩尔电导率之比是多少？

解：[?m(1)] /[?m(2)] =[ c(2) R(2)]/[c(1) R(1)] =25

9-6 在298.2K时0.01mol dm

-3

HAc溶液的摩尔电导率为1.629×10S mmol,已知

-3 2-1

HAc 的极限摩尔电导率为 39.07×10-3 S m2mol-1,则在298K时0.01mol dm-3 HAc溶液的pH值为多少？

解：?=?m(HAc)/ ??m(HAc)=0.042 , pH= -log[c?]=3.38

9-7 298.2K时,AgBr饱和水溶液与纯水的电导率分别为1.729×10-5S m-1和0.5528×

-3 2-110-5S m-1，而且已知 ??m(AgBr)=14.0×10S mmol,求 AgBr 饱和水溶液的浓

度？

-5-5-7-3 解：c =?( AgBr)/ ??m(AgBr)=( 1.729×10-0.5528×10) /14.0= 8.4×10 mol dm

9-8 291K下测得纯水的电导率?＝3.8×10-6 S m-1，密度为1.00kg dm-3，又知该温

＋-3 2-1--3 2-1??度下??(H)＝35.0×10S mmol；(OH)＝20.0×10S mmol，求此时水的mm离解平衡常数 ？

2?解：?=?m(HAc)/ ??m(HAc) , ?=?/[?mc ], c =ρ/Mr , K=( c?)/[c(1-?)]=8.6×

10-17

9-9 298.2K时,有两个电池

A：Ag(s)│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl 2(p＝0.1495pO)│Pt(s)

Emf=1111.7mV

B：Pt(s) | H2 (pO)│HCl (b=0.0171mol kg-1,??=0.8843)│AgCl(s) | Ag(s)

Emf = 437.83mV

求298.2K时EO(Cl2+2e- →2 Cl- )。

解：Emf =EO- (RT/F)lnJ ,求出 EO(A)=1.136V , EO(B)=0.222V

EO(Cl2+2e- →2 Cl- )= EO(A)+ EO(B)=1.358V

9-10 298.15K时电池Ag |AgC1(s)| HC1(a)| Hg2C12(s)| Hg(l) | Pt的E = 4.55×

10-2V,温度系数为 3.38×10-4 V K-1。求当298.15K电池产生1F电量时电池反应的△G、△H、△S。

解：△G= -nFE= - 4.39 kJ mol-1, △S= nF(?E/?T)p=32.6 J K-1 mol-1 ,△H=5.32 kJ mol-1

9-11 电解食盐水溶液的原电池如下：

Pt |Cl ( g ,pO)|NaCl(4.53 mol dm-3,??=0.719)||NaCl(3.25mol dm-3 )NaOH(2.5mol dm-3,??), |H2(g ,pO)|Pt

（1）试用公式 ln??=-0.5115I/cO/ (1+1.316I/cO) +0.055I /cO 计算正极电解液的??。

（2）计算298.15K该电池的电动势。

解：（1）I=5.75 mol dm-3 , ln??=0.0211 , ??=1.021

(2) Emf =EO- (RT/F)ln[a(OH-)/ a(Cl-)]= -2.19V

9-12 氨燃料电池的电池反应为NH3(g)+0.75O2(g) == 0.5N2(g)+1.5H2O(l) 用热力学