高等教育出版社天津大学物理化学第五版(下)答案(2)

5.5 10

997.09 10/18

9.93 10

11

S m mol

2 1

=

m H2O m H2O

=

m H

11

+

m

H

2

O2

m

+ OH

1

1

9.929 10S m mol

3.49.65+198.0 10 4S m2

mol

99718

1.813 10

9

c(H) ca (H2O)/M(H2O)a

1.813 10

9

1.004 10

7

mol md

3

7.9已知25 ℃时水的离子积Kw=1.008×10-14，NaOH、HCl和NaCl的 m分

别等于0.024811 S·m2·mol-1，0.042616 S·m2·mol-1和0.0212545 S·m2·mol-1。

（1）求25℃时纯水的电导率；

（2）利用该纯水配制AgBr饱和水溶液，测得溶液的电导率κ（溶液）= 1.664×10-5 S·m-1，求AgBr（s）在纯水中的溶解度。

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已知： （Ag+）= 61.9×10-4S·m2·mol-1， （Br-）=78.1×10-4S·m2·mol-1。 mm

解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为

m H2O m HCl m NaOH - m NaCl

=0.042616+0.024811-0.012645=0.054777S m mol

2 1

纯水的电导率

K

w

c(H)c(OH) ca ，即：ca

cc c

2

a=

m H2O m H2O

， m H2O =

H2O

c

即有：

H2O

m

H2O

3

-6

1

1 10 0.054777 5.500 10S m

（2）κ（溶液）=κ（AgBr）+κ（H2O） 即：κ（AgBr）=κ（溶液）-κ（H2O）

=1.664×10-5 – 5.500×10-6 = 1.114×10-5 S·m-1

m AgBr m AgBr m Ag

-4

-4

+

Br

-m

-2

2

1

=61.9 10+78.1 10=1.40 10S m mol

m AgBr =

AgBr

c

， 即c=

AgBr m AgBr

1.114 101.40 10

5

2

7.957 10

4

mol m

3

7.10 应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时0.002mol·kg-1CaCl2溶液中γ（Ca2+）、γ（Cl-）和γ±。

解：离子强度

I

12

2

B

bBz

1

0.002 22 0.002 2 1 0.006mol kg 1

2

2

根据：

lg i=-Azi lg =-Az+z

2

2

2

（Ca）=-0.509 2 ； （Ca）=0.6995 即有：lg

lg （Cl）=-0.509

-1

-

2

； （Cl）=0.9132

-

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lg =-Az+z

0.509 2 1

0.07885； =0.8340

7.11 现有25℃时，0.01mol·kg-1BaCl2溶液。计算溶液的离子强度I以及BaCl2的平均离子活度因子γ±和平均离子活度。

解：离子强度

I

12

1

bBz

2

B

0.01 22 0.01 2 1 0.03mol kg 1

2

2

根据：

lg =-Az+z

b b b

2 -1

2

； =0.6663

2

1

0.01 0.02

1/3

1.587 10mol kg

2

a

b b

0.6663

1.587 10

1

0.01057

7.12 25℃时碘酸钡Ba(IO4)2在纯水中的溶解度为5.46×10-4mol·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-3中CaCl2溶液中的溶解度。

解：先利用25 ℃时碘酸钡Ba(IO4)2在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。 由于是稀溶液可近似看作bB≈cB，因此，离子强度为

I

12

bBz

2

B

1

5.46 10 4 22 5.46 10-4 2 1 1.638 10 3mol kg 1

2

2

lg =-Azz

+

2 -1 ； =0.9095

3

3

Ksp=a Ba2 a2 IO4

-4

b0 5.46 10 3 3-10

4 =4 0.9095 =4.898 10

1 b

设在0.01 mol·dm-3中CaCl2溶液中Ba(IO4)2的溶解度为，则 I

1

2

bBz

2

B

1

0.01 22 0.01 2 1 +6b 3 0.01+b mol kg 1

2

2

lg =-Az+z

2 -1

3

Ksp=a Ba

2

a

IO

2

4

b

4

；b

b

3

b

b

b

=

4.966 10b

-4

整理得到

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lg =-1.7632

采用迭代法求解该方程得γ±=0.6563

所以在0.01 mol·dm-3中CaCl2溶液中Ba(IO4)2的溶解度为

b

b

=

4.966 10 1

0.6563

-4

-4 1

=7.566 10mol kg

cB≈bB = 7.566×10-4mol·dm-3

7.13 电池Pt|H2（101.325kPa）|HCl（0.10 mol·kg-1）|Hg2Cl2（s）|Hg电动势E与温度T的关系为：

EV

=0.0694+1.881 10

3

TK

-2.9 10

6

T

K

2

（1）写出电池反应；

（2）计算25 ℃时该反应的ΔrGm、ΔrSm、ΔrHm以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr,m。

（3）若反应在电池外在同样条件恒压进行，计算系统与环境交换的热。 解：（1）电池反应为 H2 g +

21

12

Hg2Cl2 s =Hg l +HCl aq

（2）25 ℃时

E=0.0694+1.881 10 3 298.15-2.9 10 6 298.15 =0.3724V

dE 3 6 4 1

=1.881 10-2 2.9 10 298.15 1.517 10V K

dT p

2

因此，ΔrGm= -zEF = -1×96500×0.3724 = -35.94 kJ·mol-1

dE 4-1 1 rS zF 1 96500 1.517 10 14.64J mol K

dT p

ΔrHm =ΔrGm +TΔrSm = -35.94 + 14.64×298.15×10-3 = -31.57 kJ·mol-1 Qr,m = TΔrSm = 4.36 kJ·mol-1

（3）Qp,m =ΔrHm = -31.57 kJ·mol-1

7.14 25 ℃时，电池Zn|ZnCl2（0.555 mol·kg-1）|AgCl（s）|Ag的电动势E = 1.015V。已知E（Zn2+|Zn）=-0.7620V，E（Cl-|AgCl|Ag）=0.2222V，电池电

动势的温度系数为 …… 此处隐藏：2197字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……