题目
已知25 ℃时0。02 mol/L KCl溶液的电导率为0。2768 S/m.一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质量浓度为0.555g/L的CaCl2溶液,测得电阻为1050Ω.计算(1)电导池系数;(2)CaCl2溶液的电导率;(3)CaCl2溶液的摩尔电导率。
已知25 ℃时0。02 mol/L KCl溶液的电导率为0。2768 S/m.一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质量浓度为0.555g/L的CaCl2溶液,测得电阻为1050Ω.计算(1)电导池系数;(2)CaCl2溶液的电导率;(3)CaCl2溶液的摩尔电导率。
题目解答
答案
解:(1)电导池系数KCell 为
KCell = k R = 0。2768×453 =125.4 m-1
(2)CaCl2溶液的电导率
k = KCell /R = 125。4/1050 = 0。1194 S/m
(3)CaCl2溶液的摩尔电导率
Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0。555×1000)= 0。02388 S·m2 ·mol—
解析
考查要点:本题主要考查电导率、电导池系数、摩尔电导率的计算,涉及溶液浓度的单位换算。
解题核心思路:
- 电导池系数:利用已知溶液的电导率和电阻直接计算。
- 溶液电导率:通过电导池系数与电阻的关系求解。
- 摩尔电导率:需将质量浓度转换为物质的量浓度,再结合电导率计算。
破题关键点:
- 公式选择:电导池系数 $K_{\text{Cell}} = k \cdot R$,电导率 $k = \frac{K_{\text{Cell}}}{R}$,摩尔电导率 $\Lambda_m = \frac{k}{C}$。
- 单位统一:质量浓度需转换为物质的量浓度(单位为 $\text{mol/m}^3$)。
(1) 电导池系数
根据公式 $K_{\text{Cell}} = k \cdot R$,代入已知数据:
$K_{\text{Cell}} = 0.2768 \, \text{S/m} \times 453 \, \Omega = 125.4 \, \text{m}^{-1}.$
(2) CaCl₂溶液的电导率
利用 $k = \frac{K_{\text{Cell}}}{R}$,代入数据:
$k = \frac{125.4 \, \text{m}^{-1}}{1050 \, \Omega} = 0.1194 \, \text{S/m}.$
(3) CaCl₂溶液的摩尔电导率
- 计算物质的量浓度:
质量浓度 $0.555 \, \text{g/L}$ 转换为物质的量浓度:
$C = \frac{0.555 \, \text{g/L}}{110.98 \, \text{g/mol}} = 0.005 \, \text{mol/L} = 5 \, \text{mol/m}^3.$ - 计算摩尔电导率:
$\Lambda_m = \frac{k}{C} = \frac{0.1194 \, \text{S/m}}{5 \, \text{mol/m}^3} = 0.02388 \, \text{S·m}^2/\text{mol}.$