第七章 电化学
(一)在298.2K时,以Pt为电极电解CuSO4溶液。在阴极有Cu析出,阳极上放出O2。若以0.2000A的电流通电30min于CuSO4溶液,试计算:
⑴在阴极上析出多少铜? ⑵阳极上放出O2的体积。
已知此温度时水的饱和蒸气压为23.76mmHg。
分析 该题主要讨论在电池中发生电极反应的物质的量与通过的电量之间的定量关系,应通过法拉第定律加以解决。
解题 ⑴ 阴极上析出铜
⑵阳极上析出O2。
=0.02984g
则氧气的体积为
讨论 应用法拉第定律解题时应注意式中M及z的取值。如对于阳极反应,则z=2;若取
,则z=4,两种取法M/z的比值是相同的,即M和
z的取值必须和相对应的电极反应相一致。
(二)已知25℃时,0.02mol·dm-3KCl溶液的电导率为0.2768S·m-1。—电导池中充以此溶液,在25℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中,装入同样体积的浓度为0.555g·dm-3的CaCl2溶液,测得的电阻为1050Ω,试计算:
⑴ 电导池常数;
⑵ CaCl2溶液的电导率;
⑶ CaCl2溶液的摩尔电导率。
分析 本题重点考查有关电导、电导率、摩尔电导率、电导池常数等物理量之间的定量关系,要求能熟练运用公式,实现几个物理量之间的互求。
解题 ⑴ 求电导池常数
则
⑵ 求CaCl2溶液的电导率
由于电导池不变,故仍采用上述电导池常数数据
⑶ 求CaCl2溶液的摩尔电导率 查表得 则
(三)在25℃时CO2的压力为101.325kPa时,1dm3水中能溶解0.8226 dm3
的CO2。如果空气中的CO2的含量为0.50%(体积百分数),且CO2溶于水后仅产生
H+和。已知碳酸的一级电离标准平衡常数为4.7 × 10-7,
,
。试求25℃时,与101.32kPa空气完全平
衡时的蒸馏水的电导率。
分析 根据题意可知,如能求得与101.325kPa空气呈平衡时蒸馏水中C02(即H2CO3)的浓度以及摩尔电导率。
解题 25℃,CO2的量为
时,1dm3水中能溶解0.8226dm3CO2,此时水中
即水中CO2的浓度根据亨利定律,
。
,25℃时亨利常数
则与101.325kPa空气呈平衡时的蒸馏水中CO2的浓度为
CO2溶于水,与水分子形成碳酸(H2CO3),碳酸能产生一级电离,平衡关系如下:
平衡时 c(1-α) cα cα
将已知数据代入有
解此方程,得α=0.1532