物理化学第五版(傅献彩)课后习题答案第十章

1、I.为100cm1的薄泱片购面郝t#上厚度为0.05mm的均匀4总计算所爲的时冏巳知所用电流为20A电渡效率为96%NiJ-5&9gotTN.7gmoTS捺K2X96500=96%M:Q=nZFV-SL76204S212k2任298K和标准压力下试弓出*列电解池崔缚电槻匕所发生的反应并计算其理论分解电压,Pt(s)|NaOH(LOmolkg*y-0.68)|Pt(s)Pt(s)IHBr(0.05molkg=0.86O)!Bt(s)Ag(s)IAgNCXCO-50molkg*1.y.=0.526)|iAgNQ(001molkgf902)1Ag(s)解：（】）电解阴极反应阳极反应2H(a中)+八一

2、HNpJ2()H(ooh-)yOt(p*+H2(XI)4-2e-=0.401V-琴Inaln-+学In法工0401+0.828=1.22V.阴极反应FTQ）+e一专H?3）阳极反应E眄.=E他=刊_殉RJ（滋Hrna）一內叫=1.065V-嗚牆期In(0.860X0.05)21.227V.(3)阴极反应Ag(a】)+e-gs)阳极反应Ag(s)Ar(aj+eAg(s)Ar*S+e-0.0】X0902oow0.5X0.526=-0.0866V3在298K和标准压力下用就的总的帕电极电Man一10的水擋液当所用电沌密度为/=5XlOA-cm-1时计JTM!电解施噸利进行的量小分解电fit已知轮-O

3、.487V仇0翘略电阻引g的电位降.H,O(I)的标准豪尔Gibbs生戍门由能为da237.129kJmoT1篇：盼=&星+出+庄“曬23712910md2X96500H?+*QHtO1.22S6VEte-1.2286+0.487+0-1.7156V量小分僧电压为1.7156V.4.庄298K时使下述电II池发生电緊作用Pt|CdCh(1.0molkgJNiSQ,(lOmdkgXIMs)问出外加电压邃渐堆加时两电极r.n分别发生什么反应？这时外加电压至少为若干？(设沽度因了均为1俎电停对免略:庄阳极上切繼发生反应的MUYacij)h和s()rRTfkxa*矶o邓lgv-嚅語ln2l.34V0.

4、8148VC*犷只中M2.050V.所以阳极发生UH微氯化反应.在Ifl极上阳离子有OfN.H*典/a磧/*心-0.402W*丙j=O.25V阿變.ffr叫+第InmH-In10?-a414V阴段发生NF彼还原成Ni的反应Em債-r08】48(025)=10648V.5298K时Jfll%(s电极束电解H,9(A溝液巳知其诙廈为010mol-kg?.yt0.265.若庄电解过祥中把Pb阴级与另一甘汞电极10连組成原电池WmK电动舲E-1.0685V.试求H./(A-cm*)在298K时用Zn作阴级悄件物质作阳极电解浓度为0.Inolkg啲ZnS(X溶液设洛液pH为70若變使H：(g)不和锌同时

5、析出，应控制什么条件？解：在阴极上发生还原反应RT1H的电极电势列+护=內ih2孑怙；叫险纟+么二宓”佥+卡巾a=-o.7628+舉春器In01=一07924V还原电极越正、越先析出.使H2不析出有时曲的值小于俱讣即-0.607-(0.724-0.116lgj)l135X10“7所以H?(g)不和锌同时析岀应控制电流密度住1.135X10SAcm以上7.&298K和标准压力下当电濱带度7=0.1A-cm1时和O(Q在电极上的超电的分期为O.87V和0.98V.今用Ag(G电极电解械度为0.01mol-kg和ZOH济液问这时庄两个银电极上首先发生什么反应？歧时外加电压为多少？(度因子为1解:阳很

6、发生氧化反应!能的反应是.20H-(och-4hO(D+*O*(p)+2e或2Ag()+2OH)A&CX)4-H,O(l)+2c分剧计算两告电機电停码lor疸心+字in=0401+生也In+oQ8V十96500X2ln(aoT7a98V-0.401+0.118+0.98-1.499V*0.344V+&314X29896500X2，n(0017-0.344V+0-118V-0.462V电极电势低的先发生IU匕反应闭极发生Ag氧化成go的反应同用阴极可诡发生的反应是yITS+e-或Na*(.a+e*NaR丁pr淖三貝.肿+孑InaM*-丙h,一0709-0.87=1579VR丁例？头【*+不In*

7、=-2.713V4&314X29896500In0.01=-2.713-0.H8=-2.831VF*一013V矿(W|SnB-014V.:*合金农便购若电极电外相等.如不卄超咆势的够响占=-騎占-13M155xr,n古=-a寥恤占O.OIVO.01283716(In,899f器W/az179.9.(298Kfd标准压力ffj.Mitt合熔液中.CuS()瑕度为0.50mok侬度为(XOlmol-kg-1用阳电极进行电解甘先Cuts)沉机列Ft电极I:若Ht(g)在Cu上的Ifl电铃为0.23V何当外如HlHUTta到有在电极上析出时涪液中所余Cu*的诙度为多少？(设恬度因子均为l.H,SX件一

8、级电离处理)时阴极发生的反应的W5)+2*u(s)RT9h叫礪5片_弄In石一阿It真厲先发生Cu)*HOd)*(JK)+2e每有lmolG?被还原就应有2molOH被輒化生成2molH甘H?S(入一级电离期H的恬度为血=0.50X2/2+0.01=05】mol.t&314X298.a“列HffCi*叫+亠jg5()6他051-023V-0.2473V-0.337V+为阳极电解含CdCM001molkg1)和CuCI：(0.02molkg)的水潔液若电績过程中坦电势诃急略不计试问(设活度因子均为1仃)何种金凤先拄阴极析岀？1种金厦析出时至少績加多少电压？当第二种金H析岀时计算第一I金在涪液中的

9、蔽度.11实上05)在石上足育俎电势的.若仪超电势为0.S5V.则阳扱上冷尤应发生什么反应？解:;(1)阴极上发生的反应可能有Cd(s)Cd+2eCu(s)中+丁|h2(/)Cu*+2丁电极电势分别为：穴严心=商a+字In=-0.402V+镭般fin0.01=一0461VWc=耐7.+字in2-0.337V+0.02=0.2868Vpr內g叫第Inaw*x=0+&3%l7._0414V衣厂。的电极电勢大先俞出Cu(s).(2)ffitt可值发生的反应有，H：fXI一*CM/T)+2HGh广)+2广a(aa-RT电陨电勢为伊、iuo=?k叫u+.F几-1.229V+ln(10-7):=0.815

10、2V码g-叫“-十乍5匚:_-1.36-ln0.06=1.4322V电毁电粹低苦先析出丽时1molCM还腹产生2molIF.Cu7*基本折完时=2ar?=0.(Mmolkg1RT伦uo-1.229+ln0.04=1.1464VQ先生良%=p一丹亠l14G4T0461)=1.6074V.C十的故度为做山-0.461V*0.337V+器InW求得ENE0lX10-rmol-kgT(4)若QM庄趙电势则护、吟=祕、Hjo+lnaH+，、-1.229+字In!0T+0.6-1.415V码吟oU*o-首先在mift发生的反应是HiOttM化成a.II.在298K和标准伍力下用铁Fa)+eN(s)什算得发

11、生的反应壮护P叫=戏1“=琴怙-0.20V=-0.6138V阳段发生的反应可能fh2OFT31H)H,O(l)+*Q(p)+2e-cr（aa）寺CH+丁R丁咎、側=gEptna?i十p、=0.401V-ln（10r）x+0.6V-1.4148V护*门戏*a牛lnaa=1.36-即n6=1.314V故阳极发生Cl輒化反应=刊一4=1314（一06138）=1.9278V.IX空298K和杯准压力臥电解-念Zn幣液希0当Zn2妹度降至1XlOmolkg仍不会件H.g）析出试何落廉的pH应整制在多少为好？已知出（卩在Zn（s上的超见竹为0.72V并设此值与灌廈无关l：HftZn的超电势吋浓度无关阴极

12、发生HP还眾反应时怜T气礁气+琴扫仑泊一啊0+几）砒一072V（活度鼠数均为n（Zn1*玻度为m时砂厶袒+a“=-0.7628V+plnIXW=一0.831V若Zn”电解时阳稅不发生JWttOH的反应.Hr不忻岀則列叫驹心即yinaM-一0.722.723ft*!*pH2.723时血的玻度为lXlOmdkg不会钉H,析出.13.在298K和标虐压力时用电解沉枳法分离GF*.Zn24混合涪液.巳知C旷和Znn的玻度均为O-iOmonkg-C设洁度因子均为lH,（g）在GF和ZfF超电竹分别为0.48V和070V设电液的pH保持为70试冋：.（D8A极上甘先析出何种金属2第二斡金購析出时第一种析岀

13、的离子的残63族度为多少?厶+字0-0.763V+plnN-0.7926V心啊心先斩岀金XCcL(2)Zn“)析出时.一0.7926VPT-a403+乍In0.7926y6.6X10Mmc?f故見fflCcT的浓度为T=6.6X10molkg1ltCdfH*iH,IH,+f)nah-叭0414-0.48-0.89V祀Zn上刊h,0.4140.7一l11V而在隋性咆极上円|吟=琴怙q才=0.414V可以豪出若使用惰件电极.IMH,会析出够啊分厲效果而使用Zn或CM电极时由于趙电停的存庄.则不可能有H,析出.14.在298K和标准压力时电解含何Ag(aM*=0.05).Fe:*(ar=0.01.C

14、d,(aFe(s)和Cd上的超电勢分别为0.20V7molkg1.还含有少的Ci?J今以银为阴8L石事为阴极用电解法何收馆耍求饭的问收率达99%试何阴极电弊应竝制在什么范国之内？C0鳥子的侬度应低于多少才不致便Cu($)和Ag(G同时析出？(设所丹的活度因子均为1W：0收車为97%则博液中银的浓度为，!X10-kg肌h邑心+琴加。=0.7994V+器InlXlO-*-0.3265V当d+iaVW.时金HCu不析出In卫心或FIGt-0.337V+詈Ina.0.3265Va,V04413molkg即KM的浓度拎制在0.4413mol-kg1以下.17.工4上目前电解貧北水NaOH的反应为円慢yQ

15、的一丹|叫g（你叫+乔Ina0.969V.-1.36-(0-0.828)-2.188V的匕、门约电漣为*豊孟购F.7%.18-某一熔液中含KCLKBrWK1的洙度均为010mol匕二今辖诛講穫放人帯希Pt剋极的索饶畳杯内再将杯放庄带有Zn（S电极和大0.10mol血九的ZnCb擁液的较大器皿中若咯去液接电勢和极化形响试求298K时下列各情况所需施加的外规电压少为若F?设活度因子均为1（】）析出99%的碘，（2）析出Br:至Hr的瑕度为1X10mdkg折出Cl”至Cl的诙度为1X104mul-kgH.解:阴极发生的反应为，Ha”）+eyH,（XIn】0-7=-0.414V厂的余浓度为m-0.1X

16、(1-99)=1X103molk刊”只L字Inar-0.535v-yIn(1X10J)-0.7124VE分解庐-刊之072】4一(一0.141)-1.1264V.PT.&-二*lnaw-1.065V-yln(lXl0-4)=l.3015V=产一*=1.3015-(-0.414)-1.7155VRT(3)amn尹Inaa*-1.36-yInClXlO-1)-1.595VEg=产-佃二1.5965-(*0.4】4=2010V.氯cl业用铁m为阴楼石车为阳极电解含za的质分e为u-o.25的解液来获碍n,g)W带液.X；CI增法不诙地加到outftg然G经过痛醺遥人阴81区.苦壊电HI内m为8XKF

17、S外加电压为4.SV.电流冬度为2000A.毎小时从阴极区itfi为2746kg其中w(NM)H)=0.】0uK20H)010.u*0.13.巳知F述电池的电动籽为2.3V,Rt(t)|H：(/f)NC)H(w-0.10)Naa(w*0.13)|N#CI(w-0.25)IO：(/)!Pt(s)如(1W生产过程的电(2)w生产过用的能效礪(即生产一定产歸时理论上所需的电腿与宴际消耗的电徒之比)iK电解池中用于丸(内殂及用于克醫极化的电勢降笛为參少？2Z02ft内阴的电圧鼻为&R=2000AX8X10n-1.6VrE.-E“-IR=4.52.3L6*0.6V.以心为电W.KOH水蒂液为电解质的可料

18、电池住298K和标准压力下也崔地连纹工作试固答卜.述何(DW出该电池的表示式电极反应和电池反应*(2)求一个1OOW(lW-36kJhF的电池每分神篙豎供人29K-100kH压力的Hg的体枳。巳印演电池反席每消耗】molH,(g)时的亠企=237.1kJmolX*电池的电动势为多少？m：(r)电池丧示式为Ni(s)IHi|()H(4HX-IU(gINi(s负ft：HJ(g)+2()H(2H,O(l)4-2e-itty(r(g+H：(XI)+2e一OFTSjh)总的电池反应，為g)+*Qy0(1).(2f|耗ImolH：位时制对外作功为作P的功事时电子转移的mol数为2叫叫W=PlOOW15254molh1100W_=0kJ叫236kJmoP1一236kJmoT1%毁产1哼豁逊773XZ凶h-.(3电池电动峥为：4G；以1molH：的变化计1I=1.223金H的电化Wtte金II作原电池的阳极面被K化庄不屈的pH条件F原电池中的还原作用可能材卜列几性条件I2H2*+2e一ZHjOCD+Ha)QS4FT+4c2H：(X1)t性潑件，OU)+2H,0(0+4*4OH斫谓金t*是侑金(丧面附近能形戍舟子的活度至少为KT，.现有如下6种金展：AsAg.Cu.Fe.Pb和Al试问些金亶下列pH条件(l)SKffnmpHh