物理化学第五版下册习题集答案解析
75页1、-/ 第七章第七章 电化学电化学 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 2 20 15 Cu9.326 10 mol 2 96500 It n zF 因此:m(Cu)=n(Cu) M(Cu)= 9.32610-263.546 =5.927g 又因为:n(Cu)= n(Cl2) pV(Cl2)= n(Cl2)RT 因此: 3 2 2 3 Cl0.09326 8.314 300 Cl2.326dm 100 10 nRT V p 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 1.6610-2g。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
2、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: n电解后(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n迁移(Pb2+) 1 2 1 2 1 2 1 2 则:n迁移(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n电解后(Pb2+) 1 2 1 2 1 2 1 2 n电解(Pb2+)= n电解(Ag) = 1 2 3 Ag0.1658 1.537 10 mol Ag107.9 m M 2 23 162.50 1.1511.66 10 (Pb ) 6.150 10 mol 1 2 331.2 2 n 电 23 11.151 (Pb ) 6.950 10 mol 1 2 331.2 2 n 电 n迁移(Pb2+)=6.15010-3+1.53710-3-6.95010-3=7.35810-4mol 1 2 -/ 2 4 2 3 2 1 Pb 7.358 10 2 Pb0.479 1 1.537 10 (Pb ) 2 n t n = 迁 电 解法 2:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶
3、液是电中性的)。显然 阳极区溶液中的总量的改变如下: 3 NO n电解后()= n电解前() + n迁移() 3 NO 3 NO 3 NO 则:n迁移()=n电解后()- n电解前() 3 NO 3 NO 3 NO n电解后()= 3 NO 23 11.151 (Pb ) 6.950 10 mol 1 2 331.2 2 n 电 n电解前()= 3 NO 2 23 162.50 1.1511.66 10 (Pb ) 6.150 10 mol 1 2 331.2 2 n 电 n迁移() = 6.95010-3-6.15010-3 = 8.0010-4mol 3 NO 4 3 3 3 NO 8.0 10 NO0.521 1.537 10 n t n = 迁 电 则: t(Pb2+)= 1 - t()= 1 0.521 = 0.479 3 NO 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+和迁移数。
4、3 NO 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+)= 4 Ag0.078 7.229 10 mol Ag107.9 m M 3 3 23.3760.2367.39 10 (Ag ) 1.007 10 mol 169.87 n 电 3 0.236 (Ag ) 1.389 10 mol 169.87 n 电 -/ n迁移(Ag+) = 1.00710-3+7.22910-4-1.38910-3=3.40310-4mol 4 4 Ag 3.403 10 Ag0.47 7.229 10 n t n = 迁 电 则:t()= 1 - t(Ag+)= 1 0.471 = 0.53 3 NO 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 阳极区溶液中的总量的改变如下: 3 NO n电解后()= n电解前() + n迁移
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