第七章电解质溶液复习题及参考答案 1、电池和电解质溶液都能导电，试述两者导电的本质有何不同？ 答：金属是第一类导体（电子导体），靠自由电子的定向移动而导电。电解质溶液是第三类导体（离 子导体)。靠离子的定向移动而导电。 2、电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别是什么？为什么在原电池中负极是阳极而正极是阴极？ 答：正极：电极电势高的电极称正极。 负极：电极电势低的电极称负极。 阳极：无论原电池或电解池发生氧化反应的电极称为阳极， 阴极：发生还原反应的电极称为阴极。 3、在电解质溶液中，电导率和摩尔电导率三者之间有什么关系？知道其关系后有何用处？ 答：在电解质溶液中，在浓度不太大的情况下。无论是强电解质溶液还是弱电解质其电导率k都随浓 度的增大而升高。因为导电离子数目增多了，但强电解质溶液来说增加明显，而随着浓度继续增加， 由于正负离子之间的相互作用力增加，而使离子的运动速率降低，电导率反而下降。对弱电解质来说， 电导率k随浓度增加增高不明显，且随浓度继续增加，其电离度减少，而使电导率略有下降。 4、怎样分别求出强电解质和弱电解质的极限摩尔电导率？为什么要用不同的方法？ 答：根据科尔努乌施公式：A=A1-BC)此公式适用与c<0.001mddm3的强电解溶液，故强电解 A可以用外推法(VC→0)求得。 而弱电解质溶液的A即使在浓度很小时，A.与也不成线性关系，而是双曲线关系：Λ。·C= 常数，而且c稍微改变一点，A.值可能变动很大。即实验的少许误差对外推法的A影响很大，所 以弱电解质溶液不能从实验上直接外推求A，而用离子独立移动定律求A。 5、离子摩尔电导率、离子迁移率和离子迁移数三者之间有何关系？知道其关系后有何用处？ 答：a)离子的摩尔电导率与离子迁移率的关系 A.=U.F+U.F 强电解质溶液
第七章 电解质溶液 复习题及参考答案 1、 电池和电解质溶液都能导电，试述两者导电的本质有何不同？ 答：金属是第一类导体（电子导体），靠自由电子的定向移动而导电。电解质溶液是第三类导体（离 子导体）。靠离子的定向移动而导电。 2、 电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别是什么？为什么在原电池中负极是阳极而正极是阴极？ 答：正极：电极电势高的电极称正极。 负极：电极电势低的电极称负极。 阳极：无论原电池或电解池发生氧化反应的电极称为阳极。 阴极：发生还原反应的电极称为阴极。 3、 在电解质溶液中，电导率和摩尔电导率三者之间有什么关系？知道其关系后有何用处？ 答：在电解质溶液中，在浓度不太大的情况下。无论是强电解质溶液还是弱电解质其电导率 k 都随浓 度的增大而升高。因为导电离子数目增多了，但强电解质溶液来说增加明显，而随着浓度继续增加， 由于正负离子之间的相互作用力增加，而使离子的运动速率降低，电导率反而下降。对弱电解质来说， 电导率 k 随浓度增加增高不明显，且随浓度继续增加，其电离度减少，而使电导率略有下降。 4、 怎样分别求出强电解质和弱电解质的极限摩尔电导率？为什么要用不同的方法？ 答：根据科尔努乌施公式： (1 c) 此公式适用与 c<0.001md•dm-3的强电解溶液，故强电解 m 可以用外推法（ c 0 ）求得。 而弱电解质溶液的 m 即使在浓度很小时， m 与 c 也不成线性关系，而是双曲线关系： m • c = 常数，而且 c 稍微改变一点， m 值可能变动很大。即实验的少许误差对外推法的 m 影响很大，所 以弱电解质溶液不能从实验上直接外推求 m ，而用离子独立移动定律求 m 。 5、离子摩尔电导率、离子迁移率和离子迁移数三者之间有何关系？知道其关系后有何用处？ 答：a）离子的摩尔电导率与离子迁移率的关系 m =U+F+U-F 强电解质溶液
A.=u(U,+U)F弱电解质溶液 无限稀释时=1A=(U+U)F 对单个离子=U”F.=UF 对稀的强电解质溶液，可近似有：，=U,F入.=U.F 》高子电率与高证之做关系在装不秋人之人一冬 。)离子迁移率与离子迁移数的关系：，“.十UU.+0.元司 0. U.1.U. 知道了儿个物理量的关系，则可以从易测的量求未知量。 6、在某电解质溶液中，若有1中离子存在，则溶液的总电导应为： G=官日日现6=元？么？ 答：溶液的总电导为G 11+A ΓRR 因为电解质溶减中，溶流的总电号为各腐子电母之和G=(+G,人一文+定 7、为什么要引入离子强度的概念？为什么强电解质溶液的活度系数要用，表示？在用德拜一休克尔公 式计算，时有何限制条件？在什么时候要用修正的德拜一休克尔公式？ 答：在电解质的稀水溶液中，影响的主要因素是离子浓度和价数。而且离子的价数比浓度的影响还 要大，且价型越高影响越大。1=。∑m,Z?，引如离子强度1就是用来描述离子浓度和价数对活度系 数r的影响。且在强电解质溶液活度理论解释中起重要作用。 电解质溶液的活度系数之所以要用，表示。是因为在电解质溶液中正、负离子同时存在。我们还没有 严格实验方法可以测定单个离子的活度和活度系数。而离子的平均活度系数则可以用实验求出，因此 用一来表示电解质溶液的活度系数。 引用德拜一休克尔公式计算，时要满足的条件：①强电解质溶液②离子间的相互作用力可以归
m =α（U++U-）F 弱电解质溶液 无限稀释时 α=1 m (U U )F 对单个离子 U F. m m U F 对稀的强电解质溶液，可近似有： UF UF b）离子摩尔电导率与离子迁移数之间的关系。在浓度不太高时： m m t ， m m t c）离子迁移率与离子迁移数的关系： U U t t U U U t U U U t . . 知道了几个物理量的关系，则可以从易测的量求未知量。 6、在某电解质溶液中，若有 I 中离子存在，则溶液的总电导应为： R R Ri G 1 1 1 1 2 还是 Ri G 1 ？为什么？ 答：溶液的总电导为 1 2 1 1 R R G 因为电解质溶液中，溶液的总电导为各离子电导之和。 1 2 1 2 1 1 R R G G G 7、为什么要引入离子强度的概念？为什么强电解质溶液的活度系数要用 r 表示？在用德拜—休克尔公 式计算 r 时有何限制条件？在什么时候要用修正的德拜—休克尔公式？ 答：在电解质的稀水溶液中，影响 r 的主要因素是离子浓度和价数。而且离子的价数比浓度的影响还 要大，且价型越高影响越大。 2 2 1 miZi I ，引如离子强度 I 就是用来描述离子浓度和价数对活度系 数 r 的影响。且在强电解质溶液活度理论解释中起重要作用。 电解质溶液的活度系数之所以要用 r 表示。是因为在电解质溶液中正、负离子同时存在。我们还没有 严格实验方法可以测定单个离子的活度和活度系数。而离子的平均活度系数则可以用实验求出，因此 用 r 来表示电解质溶液的活度系数。 引用德拜—休克尔公式计算 r 时要满足的条件： ①强电解质溶液 ②离子间的相互作用力可以归
结为离子中心和离子氛间的作用力。另外还需要满足几点假设 ()离子在静电引力下的分布可以使用玻兹曼公式，并且密度与电位之间的关系遵从静电学中的泊 松公式。 (2②)离子是带电荷的圆球，离子电场是球型对称的离子不极化，在极稀的溶液中可看成点电荷。 (③)离子之间的作用力之存在库仑引力，其相互吸引而产生的吸引能小于它的热运动的能量。 (④溶液的介电常数与溶液的介电常数相差不大，可忽略加入电解质后溶液介电常数的变化。 德拜一休克尔公式只适用于离子强度约为0.01 molKg以下的极稀溶液。如果把离子考虑成真实半径 的离子则要用德年-休克尔公式。25℃的水溶被中，g5=-050912二近， 1+V以m 8、不论是离子电导率或离子迁移率，氢离子和氢氧根离子都比其它离子大得多，试解释这是为什么？ 在水溶液中带有相同电荷数的离子如：L,八a,K它们的迁移速度随着离子半径增大反而也增大， 这是为什么？ 答：氢离子和氢氧根离子都比其它离子的电导率或离子迁移率大得多就是因为在水溶液中单个溶剂化 的质子的传导是通过质子在水分子之间的转移。随着质子从一个水分子传给另一个水分子电流就很快 沿着氢键被传导（链式反应）。 水溶液中带有相同电荷数的离子，如：L十，Na,K它们的迁移速度随着离子半径增大而增大，这 时由于当电荷数相同时离子半径越大溶剂化越小。而半径较小的离子，则电荷密度大，电场强度大， 易与水分子形成水合离子，溶剂化程度大，水合离子的半径大，运动速度慢。 9、影响难溶盐溶解度主要哪些因素？试讨论Ag在下列电解质溶液中的溶解度大小，按由小到大的次 序排列出来。 (1)0.1moldmNaNO3 (2)0.ImoldmNaCl (3)H2O (4)0.1moldmCa (NO;)2 答；影响难溶盐溶解度大小的因素有：同离子效应，盐效应，酸效应，络合效应等。其中盐效应就是 考虑离子强度对溶解度的影响： K.=aacr =Ag'larICF-]-Y7c[Ag'lICF-]-Yc
结为离子中心和离子氛间的作用力。另外还需要满足几点假设 (1) 离子在静电引力下的分布可以使用玻兹曼公式，并且密度与电位之间的关系遵从静电学中的泊 松公式。 (2) 离子是带电荷的圆球，离子电场是球型对称的离子不极化，在极稀的溶液中可看成点电荷。 (3) 离子之间的作用力之存在库仑引力，其相互吸引而产生的吸引能小于它的热运动的能量。 (4) 溶液的介电常数与溶液的介电常数相差不大，可忽略加入电解质后溶液介电常数的变化。 德拜—休克尔公式只适用于离子强度约为 0.01mol·Kg-1以下的极稀溶液。如果把离子考虑成真实半径 的离子则要用德拜—休克尔公式。25℃的水溶液中， m I Z Z I r 1 0.509 | | lg 。 8、不论是离子电导率或离子迁移率，氢离子和氢氧根离子都比其它离子大得多，试解释这是为什么？ 在水溶液中带有相同电荷数的离子如：Li+ ，Na+ ，K+ .它们的迁移速度随着离子半径增大反而也增大， 这是为什么？ 答：氢离子和氢氧根离子都比其它离子的电导率或离子迁移率大得多就是因为在水溶液中单个溶剂化 的质子的传导是通过质子在水分子之间的转移。随着质子从一个水分子传给另一个水分子电流就很快 沿着氢键被传导（链式反应）。 水溶液中带有相同电荷数的离子，如：Li+ ，Na+ ，K+ .它们的迁移速度随着离子半径增大而增大，这 时由于当电荷数相同时离子半径越大溶剂化越小。而半径较小的离子，则电荷密度大，电场强度大， 易与水分子形成水合离子，溶剂化程度大，水合离子的半径大，运动速度慢。 9、影响难溶盐溶解度主要哪些因素？试讨论 AgCl 在下列电解质溶液中的溶解度大小，按由小到大的次 序排列出来。 （1）0.1moldm-3NaNO3 （2）0.1moldm-3NaCl （3）H2O （4）0.1moldm-3Ca（NO3）2 答；影响难溶盐溶解度大小的因素有：同离子效应，盐效应，酸效应，络合效应等。其中盐效应就是 考虑离子强度对溶解度的影响。 2 2 K [Ag ] [Cl ] [Ag ][Cl ] c Ag Cl Ag Cl Ag Cl sp
lgc-lgk-lgr:-lgk+AlZ.Z.IT-lgK,+A/T I增大则c增大，即溶解度增大 考虑到盐效应及同离子效应共同作用，则AgC1在不同溶液中溶解度从大到小的排列顺序为： Ca (NO3)2 >NaNO3 >H0 >NaCl 有盐效应 有盐效应 0 有同离子效应 I大，没有同离子效应 【小，没有同离子效应没有同离子效应 10、电导测定在生产实际中有那些应用？并举例说明之。 答：①检验水的纯度。②汁算弱电解质的电离度和离解常数。③测定难溶盐的溶解度。④电导滴定
2 1 1 sp sp K K c c K K A Z Z I K A I sp sp sp lg 2 1 lg | | 2 1 lg lg 2 1 lg I 增大则 c 增大，即溶解度增大 考虑到盐效应及同离子效应共同作用，则 AgCl 在不同溶液中溶解度从大到小的排列顺序为： Ca（NO3）2 > NaNO3 > H2O > NaCl 有盐效应 有盐效应 I=0 有同离子效应 I 大，没有同离子效应 I 小，没有同离子效应 没有同离子效应 10、电导测定在生产实际中有那些应用？并举例说明之。 答：①检验水的纯度。②计算弱电解质的电离度和离解常数。③测定难溶盐的溶解度。④电导滴定