?m(H?)??m(OH?)??m(HCl)??m(NaOH)??m(NaCl)?508?10?4 S?m2?mol-1
71. 5 分 (3897)
在电极间距离为5 cm的槽里,注入NaCl的稀水溶液,在两极间加上4 V的电压时,问Na+及Cl-在10 min里分别移动多少厘米?已知离子电迁移率分别为:
U(Na?)?5.19?10?8m2?s-1?V-1,U(Cl?)?7.91?10?8m2?s-1?V-1。
[答] r(Na?)?U(Na?)dE?(5.19?10?8 m2?s-1?V-1)?dl4 V?4.15?10?6 m?s-1(2分) ?25?10m
dE ?6.33?10?6 m?s-1
dld??r(Na?)t?0.249?10?2 m?0.249 cm d??r(Cl?)t?0.380?10?2m?0.380 cm r(Cl?)?U(Cl?)
(1分)
(1分)
72. 15 分 (3933)
已知25℃时,AgBr(s)的溶度积Ksp=6.3×10-13,同温下用来配制AgBr饱和水溶液的纯水电导率为5.497×10-6 S·m-1,试求该AgBr饱和水溶液的电导率。已知25℃时:
?--4 -4
??S?m2?mol-1,??S?m2?mol-1。 m(Br)?78.4×10m(Ag)?61.92×10
[答]
????-4 ??S?m2?mol-1 m(AgBr)??m(Ag)??m(Br)?140.32×101 c(AgBr)/mol?dm-3?(Ksp)2?7.937?10?7
(3分)
(3分) (3分)
c(AgBr)?7.937?10?7mol?dm-3?7.937?10?4mol?m-3 ?5-1?(AgBr)??? m(AgBr)c(AgBr)?1.113?10S?m
?(AgBr溶液)??(AgBr)??c(H2O)?1.663?10?5S?m-1
73. 10 分 (3934)
(3分)
已知25℃时,纯水的电导率? =5.50×10-6 S·m-1,无限稀释时H+及OH –的摩尔电导率分别为349.82×10-4及198.0×10-4 S?m?mol,纯水的密度??=997.07 kg·m-3,试求水的离子积KW。
[答]
Mr(H2O)= 18.015×10-3
997.07 kg?m-3c(H2O)???55.347?10?3 mol?m-3 ?3-1M18.015?10 kg?mol2-1?
(2分)
?m??c?9.9373?10?11S?m2?mol-1
(3分)
???m(H2O)?9 ?1.814?10??m(H2O) (3分)
c2?14)]?1.008?10 $c74. 10 分 (3936)
Kw?[?(在工业上,习惯把经过离子交换剂处理过的水称为“去离子水”。常用水的电导率来鉴别水的纯度。25℃时纯水电导率的理论值为多少?已知
???349.82×10-4 m(H)??-4
S?m2?mol-1,??S?m2?mol-1,水的离子积Kw(25℃)=1.008×10-14m(OH)?198.0×10
(c?=1mol·dm-3)。
[答] 由25℃时水的离子积Kw=1.008×10-14可得: c=c(H+)=c(OH -)=Kw1/2=1.004×10-4 mol·m-3
???-=(349.28×10-4+198.0×10-4) S?m2?mol-1 ?m(H2O)???m(H2O)??m(H)??m(OH)
=547.82×10-4 S?m?mol
2-1 (4分)
2-1-4-4-3
?(H2O)???m(H2O)c?547.82×10 S?m?mol×1.004×10 mol·dm
-1 =5.500×10-6 S?m (3分)
故经离子交换剂处理过的水,其电导率愈接近此值,表明水的纯度愈高。一般能达到10-6的数量级,即为高纯度的水。 75. 10 分 (3937)
BaSO4饱和水溶液的电导率在25℃时为4.58×10-4 S?m,所用水的电导率为1.52×10-4 S?m,试求BaSO4对水的溶解度(mol·dm-3或g·dm-3为单位)及溶度积。已知:
2?2--4 11??)?63.6×10-4 S?m2?mol-1,??S?m2?mol-1。 m(2Bam(2SO4)?79.8×10
-1-1 [答]?(BaSO4)??(溶液)??(H2O)?3.06?10S?m
?4-1 (2分)
2-?12?11?m(1BaSO)??(BaSO)??(Ba)??(SO4m24m2m24)? 2143.4×10-4 S?m?mol (2分)
2-1?m(12BaSO4)??c(12BaSO4)??2c(BaSO4)
∴c(BaSO4)??2?m(12BaSO4)-3?1.07×10-5mol?dm-3
(4分)
-6=2.50×10-3 g?dm
-32Ksp=c(Ba2+)c(SO42-)=(1.07×10-5 mol?dm)2=1.14×10-10 mol?dm 76. 15 分 (3938)
已知25℃时,0.01 mol·dm-3 KCl溶液的电导率为0.141 S·m-1,一电导池中充以此溶液,在25℃时测知其电阻为484Ω。在同一电导池中盛入同样体积的浓度分别为0.0005,0.0010,0.0020和0.0050 mol·dm-3的NaCl溶液,测出其电阻分别为10910,5494,2772和1128.9Ω。试用外推法求无限稀释时NaCl的摩尔电导率?m(NaCl)。
[答]电导池常数为:Kcell=?(KCl)R=68.244 m-1 (3分) NaCl溶液电导率:?i?(NaCl)= Kcell/RI=68.244 m-1/RI (3分)
NaCl溶液的摩尔电导率: ?m,i?68.244 m-1 ??ciRi ci?i (4分)
根据上式算出不同浓度ci时的?m,i及ci值,以?m对ci 作图得一直线,由其外推
?2-1至c?0时,得?m?0.0127 S?m?mol。 77. 10 分 (3939)
乙胺(C2H5NH2)溶于水形成C2H5NH3OH。 今有1 mol乙胺溶于水制成16 dm3溶液,所生成的C2H5NH3OH是弱电解质,按下式解离:C2H5NH3OHC2H5NH3?OH-,在
?298 K时测得该溶液的电导率?为0.1312 S·m-1,又已知其无限稀释摩尔电导率
?42??ol-1,试求: m?232.6?10S?m?m(1) 上述条件下C2H5NH3OH的解离度??;
(2) 溶液中OH – 浓度及解离平衡常数。 [答] ⑴?m??c,???m???0.09025 ???mc?m? (5分)
⑵C2H5NH3OHC2H5NH3?OH- c(1-?) c???????? c?
?2cK?($)?5.596?10?4
1??cc(OH -)=c?=(0.09025/16) mol·dm-3=5.641×10-3 mol·dm-3 78. 15 分 (3940)
25℃时,浓度为0.01,mol·dm-3的BaCl2水溶液的电导率为0.2382,S?m,而该电解质中的钡离子的迁移数t(Ba2+)是0.4375,计算钡离子和氯离子的电迁移率U(Ba2+) 和U(Cl -)。
[答]
-12c2?2??m(1)??m(1)?0.521?10?2S?m2?mol-1 (3分) 2Ba2BaCl2)?t(Ba-?22?m(Cl-)??m(1ol-1 (3分) 2BaCl2)?t(Cl)?0.670?10S?m?m2??m(12BaCl2)???1.191?10?2S?m2?mo-1l
(3分)
2??m(12Ba)U(Ba)??5.40?10?8 m2?s-1?V-1
F (3分)
?m(Cl-)U(Cl)??6.94?10?8m2?s-1?V-1
F-79. 10 分 (3941)
在298K时,饱和AgCl水溶液的电导率是2.68×10-4 S?m,而形成此溶液的水的电导率是0.86×10-4 S?m,硝酸、盐酸及硝酸银水溶液在298 K时极限摩尔电导率(用
-1-1S?m2?mol-1表示)分别是4.21×10-2,4.26×10-2,1.33×10-2,计算在此温度下AgCl在水
中的溶解度。
[答]
?(AgCl)??(溶液)??(水)?1.82?10?4S?m-1
(2分) (2分)
???-22??ol-1 m(AgCl)??m(AgNO3)??m(HCl)-?m(HNO3)?1.38?10S?m?mc??(AgCl)?(AgCl)???1.32?10-2mol?m-3?1.32?10-5mol?dm-3 ?m(AgCl)?m(AgCl)?1.89?10-3g?dm-380. 5 分 (4018)
在 0.2 mol·kg-1 K2SO4溶液中,计算饱和 BaSO4的Ba2+和 SO4 离子的平均活度系数。已知 BaSO4的 Ksp = 9.2×10-11。假定德拜-休克尔极限公式成立。已知: A = 0.509 (mol·kg) 。
[答] lg?? = -0.509│z+ z-│I1/2
1-1?22? 而 I = 0.6 mol·kg-1 (3分) ∵lg?? = -0.509×2×2× 0.61/2 ∴?? = 0.06 81. 5 分 (4019)
CuSO4,Ni(NO3)2,Al2(SO4)3 等物质处在什么浓度下可以和 0.1 mol·kg-1 NaCl 具有相同的离子强度? 假定完全电离,忽略水解。
[答] NaCl 的 I = 0.1 mol·kg-1 (1分) CuSO4 0.1 mol·kg-1= 1/2(m×22+ m×22)
则 m = 0.025 mol·kg-1 (2分) 同理:Ni(NO3)2 m = 0.033 mol·kg-1 (1分) Al2(SO4)3
m = 0.00667 mol·kg-1 82. 5 分 (4021)
298 K时,试计算 0.001 mol·kg-1 K2SO4和 0.003 mol·kg –1 Na2SO4水溶液中 Na2SO4 的离子平均活度。已知:A = 0.509 (mol·kg-1)-1/2 .
[答] I = 1/2 ∑mB zB2= 0.012 mol·kg-1 (1分) lg?? (Na2SO4) = -0.509│z+z-│I1/2
?? (Na2SO4) = 0.7735 (2分) m? (Na2SO4) = [m2(Na+) m (SO4)]1/3 = 5.278×10-3 mol·kg-1 (1分)
a? (Na2SO4) = ?? m? /m?= 4.08×10-3 83. 2 分 (4022)
在 0.01 mol·kg-1 SnCl2和 0.1 mol·kg-1 KCl 混合液中,已知 SnCl2的 ? ?= 0.40,试问 SnCl2的 m?,a? 各为多少?
[答] m?= 5.256×10-2 mol·kg-1 ; a?= 0.021 84. 2 分 (4023)
298 K时,在0.002 mol·kg-1 CaCl2和 0.002 mol·kg-1 ZnSO4混合液中,Zn2+的活度系数为多少? 已知: A = 0.509 (mol·kg-1) -1/2
[答] ?? (Zn2+) = 0.609 85. 5 分 (4024)
用德拜-休克尔极限公式,计算 298 K 时 0.002mol·kg-1的 CaCl2中Ca2+和 Cl -离子的活度系数及离子平均活度系数。已知: A = 0.509 (mol·kg-1) -1/2 。
[答] I = 1/2∑mizi2 = 6.0×10-3 mol·kg-1
lg? (Ca2+) = - A│z2(Ca2+)│I1/2 = -0.1577
? (Ca2+) = 0.6955 同理:lg? (Cl-) = -0.03943
? (Cl-) = 0.9132 lg?? = -0.509 (mol/kg)
?212?│z+ z-│I1/2 = -0.07885
?? = 0.8339 86. 5 分 (4025)
试用德拜-休克尔极限公式,计算 298 K 时,1.00×10-3 mol·kg-1 的 K3[Fe(CN)6] 溶液的离子平均活度系数,并与实验值(? ?=0.808)相对比。 已知: A = 0.5115 (mol·kg-1) -1/2
[答] I = 1/2 ∑mizi2= 6.0×10-3 mol·kg-1 (2分) lg?? = [-A│z+ z-│I1/2 ]/(1+I1/2) = -0.1103
?? = 0.776 (计算值) (2分) 相对误差: ? = (0.808-0.776)/0.808×100% = 4% 87. 10 分 (4026)
25℃时,Ag2CrO4在纯水和 0.04 mol·kg-1 NaNO3溶液中的饱和溶液的浓度分别为 8.00×10-5和 8.84×10-5 mol·kg-1,试求 Ag2CrO4在 0.04 mol·kg-1 NaNO3溶液中的离子平均活度系数。已知: A = 0.509 (mol·kg-1) -1/2
[答] Ag2CrO4= 2Ag++ CrO4 Ksp = a(Ag+)2 a(CrO4) = 4 (?? m/m?)3 (4分) 纯水中: lg(?? )0 = -A│z+z-│I1/2 = -0.0158
(?? )0 = 0.9643 (3分) 在 NaNO3溶液中:(?? )m3 = 4m03(?? )03/4m3= 0.6646
(?? )m = 0.8727 88. 10 分 (4028)
25℃时 ,AgCl 在水中饱和溶液的浓度为 1.27×10-5 mol·kg-1,根据德拜-休格尔理论计算反应 AgCl = Ag+(aq) + Cl-(aq) 的标准吉布斯自由能 ?Gm,并计算 AgCl在 KNO3 溶液中的饱和溶液的浓度。
已知此混合溶液的离子强度为 I = 0.010 mol·kg-1,已知: A = 0.509 (mol·kg-1) -1/2 。 [答] lg?? (AgCl) = - A│z+z-│I1/2 = -0.0018139
?? = 0.996 (2分) ?Gm= -RTlnKsp = -RTln(?? m/m?)2= 55.8 kJ·mol-1 (3分) 在 KNO3溶液中: lg??(AgCl) = - A│z+z-│I1/2 = -0.0509
??= 0.8894 (2分) Ksp= (?? m1/m?)2 = (? ? m2/m?)2
m2 = 1.42×10-5 mol·kg-1 89. 10 分 (4029)
25℃时,TiCl 在纯水中饱和溶液的浓度是 1.607×10-2 mol·dm-3,在 0.1000 mol·dm-3 NaCl溶液中是 3.95×10-3 mol·dm-3,TiCl 的活度积是 2.022×10-4,试求在不含 NaCl 和含有 0.1000 mol·dm-3 NaCl 的 TiCl 饱和溶液中的离子平均活度系数。 [答] Ksp= a+a- = (?? )2(c/c?)2
?? = (Ksp)1/2 /(c/c?) (4分) 不含 NaCl 的 TiCl 饱和溶液中 ?? = (Ksp)1/2 /(c/c?) = 0.885 (3分) 在 0.1000 mol·dm-3 NaCl 溶液中
? ?= (Ksp)1/2 /(c'/c?) = 0.702 90. 10 分 (4030)
298 K时,某溶液中含有 0.01mol·kg-1 的 NaCl;0.003 mol·kg-1 的 Na2SO4以及0.007 mol·kg-1的 MgCl2,试计算此溶液的离子强度及各离子和各盐的活度系数。
[答] I = 0.04 mol·kg-1 (2分) lg?Na+= (-A│zi2│I1/2 )/(1+ I1/2) = -0.0845
''''$$2?2?