第十二章
【12.5】 如果要用电解的方法从含1.00×10-2mol/L Ag+,2.00mol/L Cu2+的溶液中,使Ag+完全析出(浓度达到10-6mol/L)而与Cu2+完全分离。铂阴极的电位应控制在什么数值上?(VS.SCE,不考虑超电位) 【解】先算Cu的 起始析出电位:
?Ag???(Ag?,Ag)?0.059lg[Ag?]?0.681v
∵ Ag的析出电位比Cu的析出电位正 ∴ Ag应当先析出
?Cu????Cu2?,Cu??0.0592??lg?Cu???0.346v2Ag的 起始析出电位:
[Ag?]?10?6mol/l时,可视为全部析出 当
?=0.799+0.059lg10-6=0.445v
3
?????SCE?0.445v-0.242v=0.203v?33铂阴极的电位应控制在0.203V上,才能够完全把Cu2+ 和Ag+分离
【12.6】
(5)若电解液体积为100mL,电流维持在0.500A。问需要电解多长时间铅离子浓度才减小到
0.01mol/L?
【解】(1)阳极: 4OH- ﹣4e- →2H2O+O2 Ea=1.23V 阴极:Pb2++2e- → Pb Ec=﹣0.126V
θ
θ
Ea=1.23+(0.0592/4)×4×lg10﹣5=0.934V Ec=﹣0.126+(0.0592/2)×lg0.2=﹣0.147V
E=Ec﹣Ea=﹣1.081V (2)IR=0.5×0.8=0.4V
(3)U=Ea+ηa﹣(Ec+ηc)+iR=2.25V (4)阴极电位变为:﹣0.1852
同理:U=0.934+0.1852+0.77+0.4=2.29V
(5)t=Q/I=nzF/I=(0.200-0.01)×0.1×2×96487/0.500=7.33×103S
【12.7】
【12.8】用库仑滴定法测定某有机一元酸的摩尔质量,溶解 0.0231g纯净试样于乙醇与水的混合溶剂中, 以电解产生的 OH-进行滴定,用酚酞作指示剂,通过 0.0427A 的恒定电流,经6min42s到达终点,试计算此有机酸的摩尔质量。 【解】 m=(M/Fn)×it
t=402s;i=0.0427;m=0.0231g;F=96485;n=1
解得 M = 129.8g/mol
第十三章
【13.9】在0.10mol/L KCl溶液中,Pb2+离子的浓度为2.0x10-3mol/L,极谱分析得到Pb2+的扩散电流为20μA,所用毛细管的m2/3·t1/6为2.50mg2/3·s1/6。极谱分析的电极反应为Pb2+ + 2e→Pb。计算Pb2+离子在此溶液中的扩散系数。 【解】id=607·z·DmtC
代入数据(注意单位)D=1.08×10cm·s
﹣5
2
-1
1/22/31/6
【13.10】6.在稀的水溶液中氧的扩散系数为2.610-5cm2/s。一个0.01 mol·L-1 KNO3溶液中氧的浓度为2.510-4 mol·L-1。在Ede=-1.50 (vs VSCE)处所得扩散电流为5.8μA, m及τ依次为1.85 mg/s及4.09 s,问在此条件下氧还原成什么状态? 【解】
还原成H2O
【13.11】
【13.12】
【13.13】
【解】