高等教育出版社天津大学物理化学第五版(下)答案

高等教育出版社天津大学物理化学第五版(下)答案李松林 周亚平 刘俊吉 修订面向21世纪课程教材

第 电化学

7.1 用铂电极电解CuCl2溶液。通过的电流为20A，经过15min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa下阳极上能析出多少体积的的Cl2（g）？

解：电极反应为：阴极：Cu2+ + 2e- → Cu 阳极： 2Cl- －2e- → Cl2（g） 则：z= 2 根据：Q = nzF=It

n Cu

ItzF

20 152 96500

9.326 10mol

2

因此：m（Cu）=n（Cu）× M（Cu）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n（Cu）= n（Cl2） pV（Cl2）= n（Cl2）RT 因此：V（Cl2）

n（Cl2）RT

p

0.09326 8.314 300

100 10

3

2.326dm

3

7.2 用Pb（s）电极电解PbNO3溶液。已知溶液浓度为1g水中含有PbNO3 1.66×10-2g。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g，其中含有PbNO31.151g，计算Pb2+的迁移数。

解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Pb2+的总量的改变如下：

1

1

1

1

n电解后(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n迁移(Pb2+)

2

2

2

2

则：n迁移(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n电解后(Pb2+)

2

2

2

2

1111

n电解(Pb)= n电解(Ag) =

2

1

2+

m Ag M Ag

0.1658107.9

2

1.537 10mol

3

（62.50 1.151） 1.66 10n电解前(Pb)

2331.2 2

2

1

6.150 10mol

3

n电解后(

12

12

Pb)

2

1.151331.2 2

6.950 10mol

3

n迁移(

Pb2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol

（tPb）=

2

n迁移

2Pb

2 2

n电解(Pb)

2

7.358 101.537 10

4 3

0.479

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解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中NO3 的总量的改变如下：

n电解后(NO)= n电解前(NO) + n迁移(NO)

3

3

3

则：n迁移(NO)=n电解后(NO)- n电解前(NO)

3

3

3

n电解后(NO)=n

3

(电解后

121

Pb)

2

1.151331.2 2

6.950 10mol

3

n电解前(

（62.50 1.151） 1.66 10

NO3)=n电解前(Pb)

2331.2 2

2

2

6.150 10mol

3

n迁移(NO3 ) = 6.950×10-3-6.150×10-3 = 8.00×10-4mol

（tNO3）=

n迁移 NO3

n电解

8.0 10

4 3

1.537 10

0.521

则： t（Pb2+）= 1 - t（NO3 ）= 1 – 0.521 = 0.479

7.3 用银电极电解AgNO3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出0.078g的Ag，并知阳极区溶液中23.376g，其中含AgNO30.236g。已知通电前溶液浓度为1kg水中溶有7.39g

AgNO3。求Ag+和NO3 迁移数。

解法1：解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Ag+的总量的改变如。

n电解后(Ag+)= n电解前(Ag+)+ n电解(Ag+)- n迁移(Ag+)

则：n迁移(Ag+)= n电解前(Ag+)+ n电解(Ag+)- n电解后(Ag+) n电解(Ag+)=

m Ag M Ag

0.078107.9

7.229 10mol

4

n电解前(Ag)

23.376 0.236 7.39 10

169.87

0.236169.87

1.389 10mol

3

3

1.007 10mol

3

n电解后(Ag)

n迁移(Ag+) = 1.007×10-3+7.229×10-4-1.389×10-3=3.403×10-4mol

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n迁移 Ag

n电解

（tAg）=

3.403 107.229 10

4 4

0.47

则：t（NO3 ）= 1 - t（Ag+）= 1 – 0.471 = 0.53

解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中NO3 的总量的改变如下：

n电解后(NO3 )= n电解前(NO3 ) + n迁移(NO3 )

则：n迁移(NO3 )=n电解后(NO3 )- n电解前(NO3 ) n电解后(NO3 )=n电解后(Ag ) n电解前(NO3)=n电解前(Ag)

0.236169.87

1.389 10mol

3

23.376 0.236 7.39 10

169.87

3

1.007 10mol

3

n迁移(NO3 ) = 1.389×10-3-1.007×10-3 = 3.820×10-4mol n电解(Ag)=

+

m Ag M Ag

0.078107.9

7.229 10mol

4

（tNO3）=

n迁移 NO3

n电解

3.820 107.229 10

4 4

0.53

则： t（Ag+）= 1 - t（NO3 ）= 1 – 0.528 = 0.47

7.4 在一个细管中，于0.3327mol·dm-3的GdCl3溶液的上面放入0.073mol·dm-3的LiCl溶液，使它们之间有一个明显的界面。令5.594mA的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。3976s以后，界面在管内向下移动的距离相当于1.002cm-3的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25℃下，GdCl3溶液中的t（Gd3+）和t（Cl-）。

解：此为用界面移动法测量离子迁移数。 1.002cm-3溶液中所含Gd3+的物质的量为：

n（Gd3+）= cV= 0.03327×1.002×10-3 = 3.3337×10-5mol

所以Gd3+和Cl-的的迁移数分别为：

t(Ge)

3

Q(Ge)

Q

3

n(Ge)zF

It

3

3.3337 10

5

3 96500

3

5.594 10 3976

0.434

t（Cl-）= 1 - t（Gd3+）= 1 -0.434 = 0.566

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7.5 已知25℃时0.02mol·dm-3KCl溶液的电导率为0.2768S·m-1。一电导池中充以此溶液，在25℃时测得其电阻为453W。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555 mol·dm-3的CaCl2溶液，测得电阻为1050W。计算（1）电导池系数；（2）CaCl2溶液的电导率；（3）CaCl2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数为

KcellG

KcellR

即Kcell R

则： Kcell= 0.2768×453 = 125.4m-1 （2）CaCl2溶液的电导率

KcellR

125.41050

0.1994S m

1

（3）CaCl2溶液的摩尔电导率

m

c

0.1194 110.9830.555 10

3

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