内容发布更新时间 : 2024/11/17 14:26:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

两个电池的阳极不相同，其电动势也不可能相同。

17． 以石墨为阳极，电解浓度为6.0 mol?kg?1 的NaCl水溶液。已知：

??ECl?0.401 V，O2(g)在石墨??1.36 V，Cl2(g)在石墨上的超电势?Cl?0，EClO2|OH?22|上的超电势?O2?0.6 V，设活度因子均为1。在电解时阳极上首先析出 ( )

(A) Cl2(g) (C) Cl2与 O2的混合气体

答： (A) 。在阳极上两者的析出电势分别为：

(B) O2(g)

(D) 无气体析出

RTlnaOH???O2

22FRT?7 ?0.401?Vln(1?0)?0.6V 1.415VFRTRT? ECl浇lnaln6.0?1.314V ??1.36V???E??ClCl2Cl2ClFF? EO|OH??EO?|OH?析出氯气的电极电势比析出氧气的电极电势低，所以在阳极首先析出Cl2(g)。

在氯碱工业上，用C（石墨）作为阳极，就是因为氧气在石墨上析出时有超电势，而氯气没有，从而电解NaCl 浓的水溶液，在阳极可以获得氯气作为化工原料。

18．电解时，在阳极上首先发生氧化作用的是 ( ) (A) 标准还原电极电势最大者

(B) 标准还原电极电势最小者 (C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最大者 (D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最小者

答：(D)。实际析出电极电势最小者，首先在阳极上氧化，因而最先析出。

五．习题解析

1．用惰性电极电解CuSO4的水溶液，通入1930 C的电量，在阴极有0.018 mol的

11Cu(s)沉积出来，计算同时在阴极上产生的H2(g)的物质的量？ 22

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解：通入电量的物质的量为： n?Q1 930 C??0.02 m ol1F96 500? C?mol根据Faraday 定律，在阴极上析出物质（荷1价电荷）的物质的量为0.02 mol。现在析出的

11Cu(s)为0.018 mol，则剩余析出的就是H2(g) 22?1??1?n?H2??n?n?Cu? ?2??2?2 ?(0.0?0.018) ?mol0. 002．在300 K和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5 A，设电流效率为100%。如制备1 m的H2(g)，需通电多少时间？如制备1 m的

33O2(g)，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。

解: 在放出的气体中饱和了水蒸气，首先要求出在该实验条件下放出气体的分压，然后计算其物质的量，再用Faraday定律计算所需的电量及通电的时间。由于还原相同体积的

H2(g)和O2(g)所需的电量不同，所以两者所需的通电时间也不同，通电时间与所需的电

量成正比。

pH2?pO2?p??pH2O

?(100?3.565) kPa?96.435 kPa

在1 m中所含气体的物质的量为

3nH2?nO2?pV RT 17

96.435 kPa?1 m3??38.66 mol 8.314 J?K?1?mol?1?300 K根据Faraday定律 nB?

Q Q?nBzF?I t zFtH2?QnzF?B II414. 5 h138.66 m?ol?296 ?50?0Cmol6?1.49?10?s ?15 C??s同理

tO238.66 mol?4?96 500C?mol?1??829.0 h ?15 C?s?3．在用界面移动法测定H离子的电迁移率（淌度）时，在历时750 s后，界面移动了4.0 cm。已知迁移管两极之间的距离为9.6 cm，电位差为16.0 V，设电场是均匀的。试求H离子的电迁移率。

解：H离子的迁移速率rH+与电迁移率uH+之间的关系为

?? 因假设电场是均匀的，即

rH?uH+dE+dl

dEdl??E，所以 ?l uH+?rH+?l?E0.040 m0.096 m?7??3.20?10 ?750 s16.0 V

2 m??1V?? 1s4．在某电导池内，装有两个直径为0.04 m并相互平行的圆形银电极，电极之间的距离为0.12 m。若在电导池内盛满浓度为0.1 mol?dm的AgNO3溶液，施以20 V的电压，则所得电流强度为0.1976 A。试计算该电导池的电导池常数、AgNO3溶液的电导、电导率和摩尔电导率。

解：根据所要计算物理量的定义式，即可以进行计算，但都要严格使用SI的基本单位（即m, kg, s），才能得到正确的结果。

?3

Kcel?lll0.12 m?2??95.54 m?1 2A?r3.14?(0.02 m)18

G??1I0.1976 A?3???9.8?810 SRU20 Vl?31?G?GK9.88?10 ?S95.?54 ?mcell?A0.?9?144 Sm

Λ m

0.944 S?m?1?32?1???9.44?10 S?m?mol ?3c100 mol?m?5．在298 K时，用同一电导池测得浓度为0.1 mol?dm的KCl水溶液的电阻为24.69 ?，浓度为0.01 mol?dm的乙酸（HAc）水溶液的电阻为1982 ?。试计算该HAc水溶液的解离平衡常数。已知：298 K时，0.1 mol?dm的KCl水溶液的电导率为1.289 S?m，

?Λ m(HAc)?3.907?10?2 S?m2?mol?1。

?3?1?3?3解： 用电导测定的方法计算弱电解质溶液的解离平衡常数，要使用Ostwald稀释定律，即计算达到解离平衡时HAc的摩尔电导率Λ m(HAc)，将它代入Ostwald稀释定律公式就能计算得到解离平衡常数的值。也可以用摩尔电导率Λ m(HAc)先计算出HAc的解离度?，

??Λ m(HAc)，代入解离平衡常数的计算公式也可以。 ?Λ m(HAc)要计算Λ m(HAc)，必须先计算HAc水溶液的电导率。电导的测定实际是测定电阻，

但计算时要用到电导池中电极的面积和电极间的距离，这又是不容易测定的数值，因为电极的表面一般都是镀了铂黑的。常用的方法是用已知电导率的标准KCl水溶液先测定电导池常数，然后用该电导池测定未知溶液的电阻，就可得到未知溶液的电导率数值。

用已知电导率的KCl溶液测定电导池的电阻，主要是测定该电导池的电导池常数， Kcel?ll1?R??R A?相同的电导池，电导池常数也相同，则电导率之比就等于电阻的反比，即

?(HAc)R(KCl)?

?(KCl)R(HAc)?(HAc)??(KCl)

R(KCl)

R(HAc)19

?1.289 S?m?1? Λ m(HAc)=24.69 ??0.016 S?m?1

1982 ?k c0.016 S×m-1-32-1=1.6醋10 Sm?mol =3-30.01醋10molm代入Ostwald稀释定律的公式，可得到解离平衡常数

c2Λ? m?c Kc???Λ m?Λ m?Λ m?0.01?(1.6?10?3 )2??1.75?10?5 ?2?2?33.907?10(3.907?10?1.6?10 ) 也可以先计算HAc的解离度

1Λ m1.6?10?3S?m2?mol? ?????0.04

Λ m3.907?10?2S?m2?mol?1 HAc的解离平衡为

+-垐? HAC噲?H+AC t=0 c 0 0

t=te c(1-a) ca ca?2c/c?(0.04)2?0.01 K???1.67?10?5

(1??)(1?0.04)?6．在298 K时，测得BaSO4饱和水溶液的电导率为4.58?10 S?m，求BaSO4的

?活度积常数Kap。已知所用溶剂纯水的电导率为1.52?10 S?m，离子的无限稀释摩尔

?4?1?4?1电导率Λ m???12??Ba??6.36?10?3 S?m2?mol?1，?2???12???32?1Λ m?SO4??7.98?10 S?m?mol。

?2?设所有的活度因子均为1。

解：用电导测定法计算难溶盐的活度积Kap，首先要计算其饱和水溶液的浓度

?

c(BaSO4)，这就要用到摩尔电导率的计算公式，

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