物理化学第五版课后习题答案

1、物理化学第五版课后习题答案第七章电化学7-1.用伯电极电解Cud溶液。通过的电流为204经过15mM后，问：(1)在阴极上 能析出多少质量的Cu在阳阴极上能析出多少体积的27, 100 kPa下的C/2(g)小 20x15x60x63.546一)20x15x60 八，解:1 mcu=5.527 g ncu=0.09328 mol2F2F(2)20x15x60IF= 0.09328 mol0.09328xRx300,15100= 2.328 dm3217-2.用Pb(s)电极电解Pb(NO3)2溶液，已知溶液浓度为lg水中含有Pb(NO3)21.66Xl(T2g。通电一段时间，测得与电解池串联的

2、银库仑计中有0.1658g的银沉积。阳极区溶液质量 为62.50g,其中含有Pb(M?3)21.151g,计算P卡的迁移数。解： M Pb(M?3)2 = 331.2098考虑Pb2+: 迁=前一 后+小(62.50-1.151;x1.66X10-21.151,0.1658-331.2098331.20982x107.8682= 3.0748 X 103 3.4751 X 103+7.6853 X10= 3.6823 X10-4 molU(Pb2+) =3.6823X10-47.6853x10-= 0.4791考虑NO；：心=后一 前mol1.151(62.50-1.151;x1.66xl0-

3、2. 4c-=4.0030 X10 331.2098331.2098= 0.52097-3 .用银电极电解A&NO3溶液通电一段时间后，阴极上有。.078g的Ag析出，阳极区 溶液溶液质量为23.376g,其中含0.236 g。已知通电前溶液浓度为1kg水中溶有7.39g 的AgNQ。求4贮和NO；的迁移数。解：考虑Ag+ ： 迂=酋- G +及_ (23.376 0.236x7.39xl(r3 _0,236 工 0.078169.8731169.8731107.8682=1.007xl0-3- 1.3893xl0-3 +7.231 xlO-4= 3.408x1。-4 血九)二3.408 xl

4、O-17.231X10-4= 0.4713 /-(/VO； ) = 0.5287考虑NO；： 迁0.236儿、;一 前=169.8731(23.376-0.236)x7.39x10169.8731=1.3893X10-3- 1.007X10-3= 3.823x10-4?。/九(NO；)二黑黑= 0.5287 rm = 0.47137-4 .在一个细管中，于0.033277oE 一3的GdCh溶液的上面放入0.073 mokbn 3的LiCl溶液，使它们之间有一个明显的界面。令5.594泊的电流自上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直保持清晰。3976s以后，界面在管内向下移动的距离相当于1

5、.002。3的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25C。下，GC73溶液中的f.(G/+)和九(C，)。解：t (GJ3+) = 二1.002 x 10-3 x 0.03327 x3x 965005.594x10-3x3976二 0.4339r(C/) = 0.56617-5 .已知25co时OSw/d/QKc/溶液的电导率为0.2768SW1 一电导池中充以此溶液，在25co时测得其电阻为453Q。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555加刈加一3的。4”溶液,测得电阻为1050Q。计算(1)电导池系数;CaC5溶液的电导率；(3) CaCL溶液的摩尔电导率。解：(1) Keen

6、= kx/? = 0.2768x453 = 125.39 m1(2) k(CC/2)=(3) Nn(CaCli)=- c10500.1194x110.984 cccccu ? rl二 0.02388 S m2 mol 10.555x10007-6 .已知 25 co 时 A：(N”4a) = 0.012625SR?0ri, /(NH； ) = 0.4907。试计算 A：(NH；)及A：(C/)o解： A：( NH；) = 0.4907 x 0.012625 = 6.195x 10-357h2 moF1A； (NH；)= 0.5093x0.012625 二 6A30x0 3 Sm2mor7-7

7、. 25co时将电导率为0.141S?r的KC/溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Q。在同一电导池中装入0.1，。助/3的n”32。，测得电阻为2030Q。利用表732中的数据计算NH、H?o的解离度a及解离常数K。解：K(M732O) =K( KCt)RKr. 0.141x525 八 一c二二 0.03647S?NHylhO2030八八3 口 k 0.03647x 10-勺in-4 c 7厂iN916 x/g(0.6)= 0.9842 + 0.006562 = 0.9908V 2Gm =-2FxO.99O8= - 191.20189922In =二=76.6178K = 1.882xl0

8、33 (z= 1 4.339xl016)/?x298.15(3)电池反应:Cd(S) + C/2(g,pS)acr)E* = 1.3579 + 0.4032= 1.7611V= - 2Fx 1.7611 = -339.841 UnoK17-17 .解：7-18 .E= 1.7611 - -/(0.01x0,52)= 1.7611 +0.0769= 1.8381 V 2ZVGm= -2FX 1.8381 = - 354.70 kJinol339X41In K=二 137.0979 K* = 3.474x 1059 Rx298.15应用表741的数据计算25C。时下列电池的电动势。Cu | CuS

9、O4(b = O.Oikgmor1) ： ; CuSO4(b = OAkgniol l) Cu电池反应：Cu2 (bi = 0. 1 kginof1)Cir bi =0.0kgmorl)/,i =41 & =0.16= 0059160.16x0.1 =0Q1749 V20.41x0.0125C。时,实验测定电池 Pf | ”2(g, lOOZPa) I HCl(b = QAkgmorl) Ch(gAkPa) Pt的电动势为1.4881 Vo计算C7溶液中的C7平均离子活度因子。解:电池反应:解(g) + C，2(g) -2HCl(b = 0Akgmorl)E= 1.3579-2x0.05916

10、/(0. ly.)1 3579-1 4881侬.小）二工。5916 一胡 小皿二一2.5342力=0.79367-19 .电池 Pb | PbSO&) | H2S04(b = 0.0kgfnori) 2(g,p) I Pf 的电动势为 0.5391 Vo 已 知 25co时，(HiSOa, aq) = (SO；, aq)= - 744.53攵加。L, ( PbSO s)二- 813.0Mo/L(1)写出上述电池的电极反应和电池反应；(2)求 25C。时的 ESO： | PbSOA | Pb)；(3)计算0.01依 H2SQ4溶液的前y。解：(1)阳极反应：Pb + SO： (b = 0.01

11、kgmo厂)用和4(5) + 2e阴极反应：2H (/?= 0.02kgmol l) + 2ep)电池反应：Pb(s) + HiSOb = 0.01 依?。尸) 皿4(s) + 2 (g, /尹)电极反应：PbSOMs) + 2e 田f SO；-rG： = - 744.53 + 813.0 = 68.47 kJin()rxE” (SO：- | PbSO4 | Pb) =68.47x1()32F一 0.3548 V(3) 0.5391 = 0.3548 -xg心电SOJ2lga(H2SO4) = - 2.0769 a(H2SO4) =8.378x10 %(H2so4) = 4 x0.01 =0.

12、01587 molkg1 yd = 0.52787-20 .浓差电池 Pb PbSO4（s） | CdSO式b；w，i） ： ： 74so4 （历力,2） | PbSOis） | Pb,其中 7 二 0.2fno0cg y,=0.1 ； b2 = 0.02molkg, .2 = 0.32。已知在两液体接界处离子的迁移数的平 均值为“（户）=0.37。（1）写出电池反应；计算25C。时液体接界电势上（液接）及电池电动势E。解:（1） SO；（b/,i） 口岳斗,2）E（无）二0.059162,0. lx 0.21g0.32x0.02= 0.01464 V=(0.37 0.63)x0.01464

13、= 3.806 x 10-3V风液接界）二（匚）”怆包F a”a* 一7-21 .为了确定亚汞离子在水溶液中是以还是以形式存在，设计了如下电池：HgHNO3尸 硝酸亚汞0263moi dmHNO3 0.1加川前7-3 硝酸亚汞263moi ,小n”Hg测得在18C。时的七二 29W,求亚汞离子的形式。解：电池反应：Hg(2.637oz， Hg (/263?。/ 3)(1)Hg； (2.63mol(hn 3)0.263mo Um )Ei = 0.05916x/gl0 = 0.05916 VE2= 芈1g 10 =0.02958 V 故亚汞离子以Hgf的形式存在。7-22 .在电池 P“ r3 1

14、00) | 待测的溶液 | mokbn-3KCl Hg2Cl2(s) Hg 在 25co时测得电池电动势E = 0.664匕 试计算待测溶液的pH。解：E-=E-E = 0.2799 - 0.664 = -0.3841 VE = 0.664 = 0.2799 + 0.05916pHE-= - 0.05916PH pH =(卬-= 6.4930.059167-23 .电池 P“ 2(g, lOOkRO I HI 溶液(a (Hl) = 1 | /2(s) | Pf 中进行如下电池反应:(1) H2 1 UUkPa) + /2(5) 2HT(a (H/)= 1(2) 1 % (g, lOOkR/)

15、 + 1 ；2(5)马石(a (HI) = I 22应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的E。、和解：(1)球=0.5353V *= -2八0.5353= - 103.31 UnoLInK： =41.6783 K： = 1.261xl0,8(2)琮= E： = 0.5353 V = - ,.G，=-40.5353 =-51.655 kJmo 2InK； = 20.8386 K；= K：% = 1.123x1()97-24 ,将下列反应设计成原电池，并应用表7.7.1的数据计算25。时电池反应的及K(1) 2Ag+H2(g) (s)+2+(2) C+C2+(3) S2+p02十 三4*+尸(4

16、) 2Cu CzS + Cu解：(1) M|2(g,p) |/r(%.)|Ag(%Q|4g(s)E。= 0.7994 V brG： = - 2Fx0.7994 = 一 154.26 kJmor】/?x298.15In K = 426()=62.2326 K* = 1.065xl027(2) CdCF (仆)| C 户(冬 产)I E。= 0.3417 + 0.4032 = 0.7449 V=-2FxO.7449= - 143.74In K$ = V = 57.9888 K6 = 1.528x 1025 Rx298.15(3) Pt S/产), 2产(旬声)| P 户巴产)| Ph(5)E4 =

17、-0.1264-0.151 =-0.2774 V= 2Fx0.2774 = 53.53 UnoK157357In K = 一 = -21.5950 K* =4.182x10 1/?x298.15(4) PtCu2 (0产)，Cu, (aCu.) 11 Cw (aCu.) | Ch (5)E。=0.521 -0.153 = 0.368 V= -FxO.368= -35.51 kJmol)In = - O = 14.3240 K0 = 1.663xl06 /?x298.157-25 .将反应价($)+；672(&/)-。如)设计成原电池。已知在25co时，/：(AgC7,s)=- 127.07。八

18、， ,G七 (AgCl, s) = - 109.79kJmol一: 标准电极电势| Ag)二0.7994V, E(Cl | C/2)= 1.3579VO(1)写出电极反应和电池图示；(2)求25C电池可逆放电2户电荷量时的热。；(3)求25co时AgCi的活度积Ksp。解： 阳极反应:Ag(s) + C7 (a)AgCl(s) + e阴极反应：；Ch(g, Pu) + eC/ ()电池图示：Ag I AgCl (5) | C/ () | C/2(g,/?*) | Pt(1)(3) E= E =10979096485.34(2)2x(a 一 囿)=2x(127.07 - 109.79) = 34

19、.56 0;/ JJ二 1.1379 VE。( cr I AgCl I Ag)= E。( cr I C/2) -= 1.3579 1.1379 = 0.22 VRT( cr I AgCl I Ag)= E (Ag | Ag)+ lnKsp r0 22-0 7994IgKsp = := - 9.7944 Ksp = L6O5xlO_10 lnKsp = - 22.55650.05916【或】电池反应:AgC7一Ag-(4Q + C/ (acr )设计电池：Ag (s) | 4屋(,.)| CK(a) | AgCl(5)| Ag (s)E： = E(cr I 02)- Ecr I AgCl Ag)

20、； Et = Ecr I AgCl I Ag)- E(Ag | Ag)RTE? = E(cr I C/2)- E(Ag I Ag) - E； = ln/Cv/,=-0.5794V 7-26 . 25C。时,电池 P“ %(g, P) I %SO4s) I A&SO4 I Ag 的标准电动势 =0.627匕 已知 I Ag) = 0.7994匕(1)写出电极反应和电池反应；(2)求25C0,实验测得/2SO4浓度为A时，上述电池的电动势为0.623V。已知此“2SO4溶液的离子平均活度因子。二07求人为多少？计算为25。4的活度积K%解：(1)阳极反应：”2(g, P“)口动)+ 2。阴极反应：

21、A82SO4(s) + 2e TA(s) + SO： (b)电池反应：Ag2so4(s) + Hi (g,)一U(s) + HiSO4(b)、广 i RT,710.627-0.623 (2) E= E*ln+ lnat = - = 0.045082F0.05916Ui = 1.1094= y x -V? Z = 0.7 x -74 Z h = 0.9984 mol kgRT(3)K*|牍。4|.)3.|极+才叫历5%黯汉.8283 y N7-27 . (1)已知25C。时，的标准摩尔生成熔和标准摩尔生成吉布斯函数分别为一 285.830/和- 237.129碗。；计算在家-氧燃料电池中进行下列

22、反应时电池的电动势及温度系数。2(g, 。)+ ；O2(g, P。0T2。(/)应用表的数据计算上述电池的电动势。解：半二寿88V用=二(R29 + 285.83)d。；二 g34K%/298.15(第二岁二零二 8.465XM(2)设计电池：Pt ”2(g, /) | Ha) | O2(g, p。| PtE= E4 =石 02) = 1.229 V7 - 28 .已知 25 时 E (Fe I Fe)= - 0.036V,戌(Fe 3) = 0.770Vo 试计算应 25C时电极入， I Fe的标准电极电势. | Fe)o解：EFe2 | Fe)=3x(-0.036)-0.770=一 0.4390 V ArG；= 84.714 kJmoF1【或】电池反应:Fe + 23座.(4.产)可设计电池如下：(1)Fe | 3 (4.*) | Fd.*),I Fe(s)Fe | Fe2 ) | Fe3a) Fe 3x石9(反3, | 吁)_ EFe | F(?) = 6xEu(F?+ | Fe) (Fe2 Fe) 0.806V=2xE4(F+ | Fe) - E(Fe2 Fe) * = -2333QkJmoFE。(Fe2r Fe)= - 0.036 - 0.403