Question

100.0 g无水氢氧化钾溶于100.0 g水。在T温度下电解该溶液，电流强度I＝6.00 A，电解时间10.00小时。电解结束温度重新调至T，分离析出KOH.固体后，测得剩余溶液的总质量为164.8 g。已知不同温度下，每100 g溶液中无水氢氧化钾的质量如下所示。

温度/℃	0	10	20	30
KOH/g	49.2	50.8	52.8	55.8

求温度T，给出计算过程，最后计算结果只要求两位有效数字。（注：法拉第常数F＝9.65×10⁴ C.mol^-1，相对原子质量：K  39.1，O  16.0，H  1.01）

 

Answer 1

答案：
解析：

27.7℃

提示：

本题综合了电解及溶液知识。要求温度T，必须先求出电解后溶液的组成。根据溶液组成的数据，判断温度范围，并在此温度范围内将溶解度与温度抽象归一为呈线性关系，用代数法或作图法求出T。电解后溶液组成的计算依据电量守恒及质量守恒。计算过程中注意有效数字。 解：电解反应为2H2O     2H2↑＋O2↑，10.00小时6.00 A总共提供电量： Q＝It＝6.00 A×10.00 h×60 minh-1×60 S·min-1＝216×103 C n＝Q/F＝216×103 C/9.65×104 C.mol-1＝2.24 mol 每电解1 mol水需电子2 mol，故有2.24 mol/2＝1.12 mol水，即1.12 mol×18.02 g.mol-1＝20.2 g水被电解。析出KOH.H2O的质量为m（KOH.H2O）＝m始－m终－m水＝200.0 g－164.8 g－20.2 g＝15.0 g，结晶KOH.H2O的质量为56 g.mol-1×15.1 g/92.0 g.mol-1＝9.2 g，结晶水的质量为：5.9 g，剩余溶液的质量分数：m（KOH）/［m（H2O）＋m（KOH）］×100%＝55.1%。 试题最终要求电解槽的温度，根据上面的计算结果，每100 g溶液里有55.1 g KOH，利用表知T应在20℃～30℃之间。现要求具体温度而不是温度范围，故有：利用此温度间的温度与溶解度呈线形关系：T＝273＋20＋[10×(55.1－52.8)/(55.8－52.8)]K＝300.7 K即27.7℃。