第09章--电化学基础知识--习题及答案

第九章电化学基础练习题的答案在9-1 291K处，将0.1 mol dm-3 NaC1溶液放置到直径为2mm的移动管中，管中两个Ag-AgC1电极的距离为20cm，电极之间的电位减小到50V。如果电位拔模稳定，则不发生变化。在291K的情况下，Na和C1-的电迁移率分别为3.7310-8和5.9810-8 m2 V-1 s-1，通电30分钟后，(1)每个离子移动的距离，(2)通过移动管道的一个截面，每个离子的数量；(3)每个离子的迁移数。解法：(1)离子移动的距离l (na)=u (na) (d /dl) t=0.0168m，l (C1-)=0.0269m(2)n(na)=r2c(na)l(na)=5.2710-6mol，n (C1-)=8.4510-6 mol(3)t(na)=u(na)/u(na)u(C1-)=0.384，t (C1-)=0.6169-2是电极电解AgNO3溶液，将银电供应后，0.078克银沉积在阴极上，分析阳极部位包含AgNO30.236克，23.14克水，未电解溶液每克水含0.00739克AgNO3，试验了ag离子的迁移数。解决方案：n(电解)=0.078/108 mol，n(前)=0.0073923.14/170 mol，n(后)=0.236/170 moln(移植)=n(前)-n(后)n(电解)，t (ag=n(移植)/n(电解)=0.479-3电导池由HCl，0.001 mol-3的NaCl，0.001mol dm-3的NaNO3溶液充电，分别测量468，1580，1650 的电阻。已知NaNO3的摩尔电导率为121 s cm 2 mol-1，摩尔电导率是试验计算的，不考虑浓度的变化(1) 0.001mol dm-3NaNO3溶液的电导率？(2)电导池常数l/A(3)这个电导池填充了0.001mol dm-3HNO3溶液的电阻和HNO3的电导率吗？解决方案：(1)=c=1.2110-4s cm-1(2)l/a=/g=0.2cm-1(3) (HNO3)=(HCl) (NaNO3)-(NaCl)，电导池，浓度相同时存在G (HNO3)=G (HCl) G (NaNO3)- G (NaCl)，r (HNO 3)=475，=4.2110-4s cm-19-4 BaSO4饱和溶液在291.15K下电导率为3.64810-6 S cm-1时，求出溶液浓度。已知水的电导率为1.510-6 S cm-1，(0.5BaSO4)=1.23510-2 S m2 mol-1。解决方案：c=(baso 4)/(baso 4)=(3.64810-5-1.510-5)/(21.235)=0.8710-5mol DM-39-5使用相同的电导池分别测量浓度为0.01和1.00 mol dm-3的不同电解质(但类型相同)溶液的电导，如果其电阻分别为1000和250，摩尔电导率的比率是多少？解决方案：(1)/(2)=c(2)r(2)/c(1)r(1)=259-6 298.2K至0.01mol dm-3 HAc溶液的摩尔电导率为1.62910-3 S m2mol-1，如果HAc的极限摩尔电导率为39.0710-3 S m2mol-1，则298K至0.01mol dm-3 HAc解决方案：=(HAC)/(HAC)=0.042，ph=-log c=3.38在9-7 298.2K时，AgBr饱和水溶液和纯净水的电导率分别为1.72910-5s-1和0.552810-5s-1，已知(AgBr)=14.010-3 S m2mol-1，AgBr饱和解决方案：c=(agbr)/(agbr)=(1.72910-5-0.552810-5)/14.0=8.410-7mol DM-3在9-8 291K测量的纯净水的电导率=3.810-6 s m-1，密度1.00kg dm-3，其温度(h=35.010-3s m2 mol-1；(oh-)=20.010-3s m2mol-1，此时水的离解平衡常数？解决方案：=(HAC)/c，c=/Mr，k=(c) 2/c (1-)=8.610-179-9 298.2K有两个电池答：ag(s)AgCl(s)KCl(AQ)Cl2(p=0.1495)pt(s)emf=1111.7mvb:pt(s)| H2()HCl(b=0.0171 molkg-1，=0.8843)AgCl(s)| ag(s)emf获取298.2K时(Cl2 2e- 2 Cl-)。解决方案：Emf=- (RT/F)lnJ，救援(A)=1.136V，(B)=0.222V(cl2e- 2cl-)=(a) (b)=1.358v9-10 298.15K电池ag | ag C1(s)| HC1(a)| hg2c 12(s)| Hg(l)| pt E=4.5510-2V，温度系数为3.33当298.15K电池产生1F功率时，寻找电池反应的G，H，S。解决方案： g=-nfe=-4.39 kj mol-1， s=nf () p=32.6 j k-1 mol-1， h=5.32 kj mol9-11电解盐水溶液的主电池如下：Pt | cl (g，)| NaCl (4.53 mol DM-3，=0.719)| NaCl(3.25mol DM-3)NaOH(2.5mol DM-3，)(1)测试公式ln=-0.5115/(1.316) 0.055 I/阳极电解质的计算。(2)计算电池的电动势。解决方案：(1) I=5.75 moldm-3，ln=0.0211，=1.021(2)emf=-(rt/f)lna(oh-)/a(cl-)=-2.19v根据9-12氨燃料电池的电池反应NH3(g)0.75 O2(g)=0.5n 2(g)1.5 H2O(l)热力学数据计算：(1)在298.15K标准状态下，每个单位反应所能提供的最大功率；(2)298.15K电池；(3)298.15K时电池电动势的温度系数。解决方案：检查热力学数据计算：=-339.2 kj mol-1，=-145.6 JK-1 mol-1(1)每个单元可以提供的最大功率为339.2 kJ(2)-ZF=，z=3，=1.172v(3)=zF ()p，()p=-5.0310- 4V K-19-13 298.15K计算时的主电池：pt | Cl2 (g，)| HC1 (0.1 moldm-3) | AgCl (s) | ag (s)(1)电动势；(2)电池可逆运行时，分解1 mol AgC1(s)的热量。(3)电池电动势的温度系数；(4)AgCl(s)中的分解压力。298.15K (ag C1，s)=127.03 kj mol-1，ag (s)，AgCl (s)，Cl2 (g)分别为42.702、96.11和222解决方案：电池反应：AgCl(s)=ag(s)0.5 cl 2(g)=58.082 JK-1mol-1=109.7 kj mol-1(1)=-/f=-1.137v(2)q=t=17.31 kj mol-1(3)()p=/ZF=6.0210-4v k-1(4)=-0.5 rtlnp(Cl2)/，分解压力p(Cl2)=3.6710- 34Pa9-14电池Ag | agi (s) | ki (1.00 molkg-1，=0.65)agno 3(0.001 molkg-1，=0.95) | ag在298.15K时Emf=0.720V(1)AgI中的Ksp；(2)纯水中2)AgI的溶解度；(3) 1 mol kg-1KI溶液中3)AgI的溶解度。解决方案：电池响应：Ag I-=AgI(s)(1)emf=-(rt/f)lnk sp(rt/f)lna(ag)/a(I-)，agi中的Ksp=4.1210-agi(2)在纯水中，2)AgI的溶解度cs=(Ksp)0.5。=2.0310- 8 mol dm-3(3) 1 mol kg-1KI溶液中的3)AgI的溶解度cs=ksp/a(I-)=9.7510-16mol DM-3。9-15电池Zn (s) | znse4 (0.01 molkg-1，=0.38) | pbso4 (s) | Pb (s) 298.15K上的Emf=0.5477V(1)已知(zn2e- Zn)=-0.763v，球体(PbSO4 2e-Pb SO42-)(2)已知298.15K下PbSO4的Ksp=1.5810-8个球体(pb2e- Pb)(3)如果znse4的b=0.050mol kg-1，则Emf=0.5230V在此浓度下获取znse4的。解决方案：电池响应：Zn (s) pbso 4 (s)=ZnS 4 (AQ) Pb (s)(1)emf=(pbso4 2e-Pb so42-)-(Zn2 2e-Zn)-(rt/f)ln()，(pbso 4 2e-)(2)(pb2e-Pb)=(pbso 4 2e-Pb so42-)-(rt/2f)ln(ksp)=-0.1278v(3)=b/，b=0.050mol kg-1，Emf=0.5230V，=0.198时9-16 298.15K时电池(Pt)H2()| HCl(b)| AgCl(s)|Ag包含以下数据：B(HCl)/(mol kg-1)0.0050.0100.0200.0500.10E MF/V0.498410.464160.430220.385870.35239(1)查找(AgCl e-Ag Cl-)；(2)对于已知的298.15K，AgCl的Ksp=1.6910-10，球体(ag-ag)；(3) 298.15k时电池ag | AgCl(s)| HCl(a)| hg2cl 2(s)| Hg(l)的E=0.0456V，球体(h2cl2e)解决方案：(1) e1mf 0.1183日志(b/)=(AgCl e-ag cl-)-0.1183 a (b/)0.5E1mf 0.1183 log (b/)对(b/)0.5，直线的截距(AgCl e- ag cl-)=0.22v(2)(ag e-ag)=(AgCl e-ag cl-)-(rt/f)ln(ksp)=0.798v(3)电池反应：Hg2 (s) 2ag (s)=2hg (l) 2agcl (s)，e=0.0456v，e1mf=(Hg2 2e-hg2cl-)-(AgCl e-ag cl-)，z(Hg2 2e- Hg 2cl-)=0.266v9-17电池pt | H2()| HCl(0.1mol DM-3)| AgCl(s)| 298.15k上ag的电动势E=0.3524V. 0.1 mol dm-3 HCl的平均离子解决方案：电池响应：0.5H2() AgCl (s)=Ag (s) HCl(aq)E1mf=-(2rt/f) ln()，(AgCl e-ag cl-)=0.2223v，=7.9510-2=(/b)=0.795，pH=-log=1.10在9-18 298K时，以下物质的标准熵为物质Ag AgCl Hg2Cl2 Hg(298.2K)/(JK-1mol-1)42.70 96.11 195.8 77.4如果反应Ag (s) 0.5Hg2Cl2(s)=AgCl(s) Hg(s)的 r等于7950 J mol-1，则找到电池ag(s)| AgCl(s)KCl(AQ)| hg2cl 2(s)| Hg(l)的电动势Eemf和()p？窕解决方案：=32.91 JK-1 mol-1，= r-t=-1.857 kj mol-1电池反应：AgCl(s)=ag(s)0.5 cl 2(g)=109.7 kj mol-1Eemf=-/f=0.0192v，()p=/f=3.4 110-4vk-19-19反应3360 PBO 2(s)Pb(s)2 H2 so 4(a)=2 pbso 4(s)2 H