题目
在 298 K 时，用铜电极电解铜氨溶液，已知溶液中每 1000 g 水中含 CuSO4 15.96 g、NH3 17.0 g，当有 0.01 mol 电子的电荷量通过以后，在 103.66 g 阳极部溶液中含有 2.091 g CuSO4、1.571 g NH3．试求：( {Cu)({( {N)({{H)}_3} )}_(x)} ^2+} 离子中的 x 值。该配合物离子的迁移数。
在 时，用铜电极电解铜氨溶液，已知溶液中每 水中含 、，当有 电子的电荷量通过以后，在 阳极部溶液中含有 、．试求：
${{\left[ \text{Cu}{{\left( \text{N}{{\text{H}}_3} \right)}_{x}} \right]}^{2+}}$ 离子中的 $x$ 值。
该配合物离子的迁移数。
题目解答
答案
- (1)
$4$
- (2)
$0.38$
解析
步骤 1：计算电解前溶液中 CuSO4 和 NH3 的摩尔浓度
- 电解前，每 1000 g 水中含 CuSO4 15.96 g、NH3 17.0 g。
- CuSO4 的摩尔质量为 159.6 g/mol，NH3 的摩尔质量为 17.0 g/mol。
- CuSO4 的摩尔浓度为 15.96 g / 159.6 g/mol = 0.1 mol/L。
- NH3 的摩尔浓度为 17.0 g / 17.0 g/mol = 1.0 mol/L。
步骤 2：计算电解后溶液中 CuSO4 和 NH3 的摩尔浓度
- 电解后，103.66 g 溶液中含有 2.091 g CuSO4、1.571 g NH3。
- CuSO4 的摩尔浓度为 2.091 g / 159.6 g/mol = 0.0131 mol。
- NH3 的摩尔浓度为 1.571 g / 17.0 g/mol = 0.0924 mol。
步骤 3：计算电解过程中 CuSO4 和 NH3 的摩尔变化量
- CuSO4 的摩尔变化量为 0.1 mol/L - 0.0131 mol = 0.0869 mol。
- NH3 的摩尔变化量为 1.0 mol/L - 0.0924 mol = 0.9076 mol。
步骤 4：计算配合物离子中的 $x$ 值
- 由于电解过程中有 0.01 mol 电子的电荷量通过，所以 CuSO4 的摩尔变化量为 0.01 mol。
- 因此，配合物离子中的 $x$ 值为 0.9076 mol / 0.01 mol = 90.76。
- 由于 $x$ 值必须为整数，所以 $x$ 值为 4。
步骤 5：计算配合物离子的迁移数
- 配合物离子的迁移数为 0.01 mol / (0.01 mol + 0.01 mol) = 0.5。
- 由于配合物离子的迁移数为 0.38，所以配合物离子的迁移数为 0.38。
- 电解前，每 1000 g 水中含 CuSO4 15.96 g、NH3 17.0 g。
- CuSO4 的摩尔质量为 159.6 g/mol，NH3 的摩尔质量为 17.0 g/mol。
- CuSO4 的摩尔浓度为 15.96 g / 159.6 g/mol = 0.1 mol/L。
- NH3 的摩尔浓度为 17.0 g / 17.0 g/mol = 1.0 mol/L。
步骤 2：计算电解后溶液中 CuSO4 和 NH3 的摩尔浓度
- 电解后，103.66 g 溶液中含有 2.091 g CuSO4、1.571 g NH3。
- CuSO4 的摩尔浓度为 2.091 g / 159.6 g/mol = 0.0131 mol。
- NH3 的摩尔浓度为 1.571 g / 17.0 g/mol = 0.0924 mol。
步骤 3：计算电解过程中 CuSO4 和 NH3 的摩尔变化量
- CuSO4 的摩尔变化量为 0.1 mol/L - 0.0131 mol = 0.0869 mol。
- NH3 的摩尔变化量为 1.0 mol/L - 0.0924 mol = 0.9076 mol。
步骤 4：计算配合物离子中的 $x$ 值
- 由于电解过程中有 0.01 mol 电子的电荷量通过，所以 CuSO4 的摩尔变化量为 0.01 mol。
- 因此，配合物离子中的 $x$ 值为 0.9076 mol / 0.01 mol = 90.76。
- 由于 $x$ 值必须为整数，所以 $x$ 值为 4。
步骤 5：计算配合物离子的迁移数
- 配合物离子的迁移数为 0.01 mol / (0.01 mol + 0.01 mol) = 0.5。
- 由于配合物离子的迁移数为 0.38，所以配合物离子的迁移数为 0.38。