物理化学复习、练习题答案。
选择题答案。
计算题部分:
电化学部分:
1、三种盐 nacl、kcl与kno3分别溶于水,其极稀溶液的摩尔电导率/(10-4s·m2·mol-1)分别为和145。且 nacl 溶液中 na+迁移数为 0.39 。
求nano3极稀溶液的摩尔电导率与此溶液中 na+的迁移数。
1、解: (nano3)=(kno3)+ nacl) -kcl)
126 + 145 - 150 = 121×10 -4 s·m2·mol-12分]
在 nacl 中 t(na+)=0.39
(na+)=nacl)× 0.39 = 49.14×10 -4 s·m2·mol-1 [1分]
在 nano3中,t(na+)=na+)/nano3)=49.14/121=0.4062分]
2、计算agbr饱和水溶液在25 ℃ 时的电导率。已知其在此温度下的溶度积 ksp=4.81×10-13 mol2dm-6;agno3, kbr, kno3的无限稀释摩尔电导率分别等于133.
3×10-4 s·m2·mol-1,151.9×10-4s·m2·mol-1,144.9×10-4s·m2·mol-1,所用水的电导率为4.
40×10-6 s·m-1。
2、解:c (agbr) =ksp1/2= 6.94×10-7mol·dm-3
agbr) =agno3) +kbr )-kno3)
140.3×10-4 s·m2·mol-12分]
(agbr) =agbr)c(agbr) =agbr)c(agbr) =9.74×10-6s·m-1 [2分]
(溶液) =agbr) +h2o)=1.414×10-5s·m-11分]
3、某电池,其反应为:pb(s)+hg2cl2 (s)= pbcl2 (a)+ 2hg(l),在25℃电动势为 0.5357v;温度升高 1℃,电动势增加 1.
45×10-4v,计算:
1) 1mol pb 溶解后,电池最多能做多少功?
2) 25℃ 时,电池反应的 δh与 δs。
3) 1mol pb 可逆溶解时,电池吸热多少?
3、解:(1)w(max)=δrgm=-zfe
2×96500×0.5357=-1.034 ×105j
2) (p=1.45 ×10-4v·k-1
rsm =zf()p
2×96500×1.45×10-4=28.0 j·k-1·mol-1
rhm=δrgm+zft()p
1.034×105+28.0×298=-95.1 ×103j ·mol-1
3) qr =tδrsm=298×28.0=8.34 ×103j ·mol-1各1分]
4、已知水的活度积常数 kw=1×10-14, 求25℃时电极 oh-(h2o)│h2的标准电极电电势 e。
4、解:设计电池 h2(g,p)│h+(aq)‖oh-(aq)│h2(g,p2分]
负极: h2(p)─→h+(aq)+e
正极:h2o+e- ─h2(p)+oh-(aq
电池反应:h2o =h+(aq)+oh-(aq1分]
e=e [oh-(aq)│h2]-e [h+(aq)│h2]=e [oh-(aq)│h2
rt/f ×lnkw=-0.828 v2分]
5、已知298 k时, (hg22+|hg)=0.7959 v, (hg2+|hg)=0.851 v,hg2so4(s)的活度积为8.
20×10-7。试计算( hg2so4|hg) 及(hg2+| hg22+|pt) 。
5、解:(1)hg2so4 (s)溶解平衡式:hg2so4 (s) =hg22+ +so42-
设计成一电池反应,则电池反应为:
负极:2hg(l) -hg22++2e
正极:hg2so4 (s) +2e- -2hg(l) +so422分]
hg2so4|hg) -hg22+|hg) =rt/2f)ln ksp2分]
hg2so4|hg)= 0.02958 lg8.2×10-7 +0.7959)= 0.6159 v2分]
2)电极反应: hg(l) -hg2++2e1)
2 hg(l) -hg22++2e- (2)
(1)×2 -(2)得:hg22+-→hg2++2e- (32分]
2 f= -4 f+2 f
0.851×2-0.7959) v = 0.9061 v
hg2+| hg22+|pt)=0.9061v2分]
6.已知 298 k 时 2h20(g) =2h2(g) +o2(g) 反应的平衡常数为 9.7×10-81 ,这时 h2o 的饱和蒸气压为 3200 pa,试求 298 k 时下述电池的电动势 e。
pt|h2(p)│h2so4(0.01 mol·kg-1)│o2(p)|pt
298 k 时的平衡常数是根据高温下的数据间接求出的。由于氧电极上反应不易达到平衡,不能测出 e 的精确值,所以可通过上法来计算 e 值) (在计算过程中,h2so4(0.01 mol·kg-1)的活度系数假设为1,所有的气体视为理想气体)
解6:电池反应 2h2(p) +o2(p) ─2h2o(l, 3.2 kpa2分]
又 o2(p) +2h2(p) 2h2o(l,3.2 kpa
↑g3g12h2o(g, p) 2h2o(g, 3.2 kpa2分]
rgm= g1+ g2+ g3
0 + zrtln(p2/p1) -rtln
473.6 kj·mol-14分]
e = rg/zf = 1.227 v
7. 欲从镀银废液中**金属银,废液中 agno3的浓度为 1×10-6mol·kg-1(设=1),还含有少量 cu2+。今以银为阴极,石墨为阳极用电解法**银,要求银的**率达 99%,试问阴极电位应控制在什么范围之内?
cu2+离子浓度低于多少才不至使 cu(s) 和 ag(s) 同时析出?已知(ag+/ag) =0.799v、(cu2+/cu) =0.
337v。
解7:e (ag+/ag )=ag+/ag)+0.05915 lga(ag+)
0.799+0.05915 lg(10-6×0.01)
0.3258v阴极电势应低于 0.3258 v2分]
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