第22章 铜副族和锌副族元素(2)

2019-08-30 14:13

解: 反应Ag2Cr2O7(s)+8Cl+14H

2--+

-+

2AgCl(s)+3Cl(g)+2Cr3+7H2O,由下列三个反应组成:

θ

-

Cr2O7+6Cl+14H2Cr+3Cl2+7H2O K1

Ag2?Cr2O72Ag+ +Cr2O72- K2Θ=Kθsp(Ag2 Cr2O7)

+-Θθ2 2Ag+2Cl2AgCl(s) K3=Ksp(AgCl)]

Cr2O72-+6Cl-+14H+

lgK1=lgK1?ΘΘ3+

2Cl2(g)+2Cr3++7H2O K1Θ

n[EΘ(Cr2O2-7/Cr3-)-EΘ(Cl2/Cl)]-0.05926?(1.33?1.36)0.0592??3.014K1Θ=9.10×10-4

+2- ΘΘ-7

Ag2Cr2O7(s)2Ag+ Cr2O7K2=Ksp(Ag2Cr2O7)=2.0×102Ag++2Cl

K3??2AgCl(s) 1[Ksp(AgCl)]?2?1(1.8?10?10)2?3.09?10

19Ag2Cr2O7(s)+8Cl-+14H+2AgCl(s)+3Cl2(g)+2Cr3++7H2O

K=K1ΘK2ΘK3Θ=9.10×10-4×2.0×10-7×(1.8×10-10)-2=5.6×109

反应能进行。

2+θ2+θ

14. 已知Hg2+2eHg , E=0.85V,Hg+2e2Hg , E=0.80V

(1)试判断歧化反应Hg2++HgHg22+ 能否发生? (2)求0.10mol·LHg2(NO3)2溶液中Hg的浓度(298.15K)。 解: EΘ(Hg2+/Hg22+)=(4×0.85-2×0.8)/2=0.90V

Hg2++HgHg22+

EΘ=EΘ(Hg2+ / Hg22+)- EΘ(Hg2+ / Hg22+)=0.90-0.80=0.1V 由于EΘ﹥0,所以能发生歧化反应 EΘ=0.0592lgK;K=49.0 设平衡浓度为x Hg+HgHg2x 1-x

2+

2+ -1

2+

(1-x)/x=49 求得x=2.0×10-3

答 0.10mol·L-1Hg2(NO3)2溶液中Hg2+的浓度(298.15K)为 2.0×10-3M

15. 镀铜锌合金时,可用[Cu(CN)4]2-和[Zn(CN)4]2-为电镀液。因为氰化物有剧毒,人们试图用它们的氨配合物[Cu(NH3)4]2+ 和[Zn(NH3)4]2+来代替氰化物,可行吗?试解释原因。 已

3-

Eθ(Cu+/Cu)=0.52V,

2-

Eθ(Cu2+/Cu)=0.34V,

2+

2+

Eθ(Zn2+/Zn=-0.77V)

θ

。配

30

合物

16

[Cu(CN)4],[Zn(CN)4],[Cu(NH3)4]和[Zn(NH3)4]的标准稳定常数Kf分别为:2×10,5×10,129

4.68×10,2.9×10。 答:因E([Cu(CN)4]/Cu)=-1.27V,E([Zn(CN)4]/Zn)=-1.26V它们的数值很接近,可同时析出。

如用氨配合物[Cu(NH3)4]2+ 和[Zn(NH3)4]2+代替,则有,EΘ([Cu(NH3)4]2+/Cu)=-0.304V,EΘ([Zn(NH3)4]2+/Zn)=0.034V,阴极只析出铜,达不到目的。

6

Θ

3-Θ

3-

16.可用以下反应制备CuCl:Cu(s)+Cu+2Cl

2+-2CuCl↓,若将0.2mol·L的CuSO4和0.4mol·L

2+

-1-1

的NaCl溶液等体积混合,并加入过量的铜屑,求反应达到平衡时,Cu的转化百分率。(KspCuCl=1.2×10-6 EθCu2+/ Cu+=0.16V EθCu+/ Cu=0.52V)

2+ θ2+-1

答:ECu/ CuCl =ECu/ CuCl+0.0591lg KspCuCl=0.51V

E CuCl / Cu= EθCu+/ Cu+0.0591lg KspCuCl=0.17V

Cu(s)+Cu2++2Cl-lgK=nE/0.0591

Kθ==5.6×105

Kθ=1/[ Cu2+][ Cl-]2=1/(0.2-x)(0.4-2x)2

X=0.192

2+

所以Cu转化百分率=0.192/0.2=96 %

17.在回收废定影液时,可使银沉淀为Ag2S,再用络合还原法回收银:

2Ag2S+8CN-+O2+2H2O4[Ag(CN)2]-+2S+4OH-- (1) 4[Ag(CN)2]-+Zn2Ag+Zn(CN)4 (2) 计算反应式(1)标准平衡常数Kθ。

已知:Ksp(Ag2S)=5.5×10,Kf(Ag(CN)2)=1.0×10,E(S/S)=-0.48V, E(O2/OH)=-0.40V。 已知:Kθsp(AgS)=5.5×10-51,Kθf(Ag(CN)2-)=1.0×1021,Eθ(S/S2-)=-0.48V, Eθ(O2/OH-)=-0.40V。 解:由已知:2Ag2S4Ag++2S2- K1=c(Ag+)4c(S-2)2=Ksp2=(6.0×10-50)2

4Ag+8CNS+2eΘ

2--θ

-51

θ

-21

θ

2-θ

θ

2CuCl↓

4[Ag(CN)2] K2=Kf=(1.0×10)

2-

-4214

SK3

E(S/S)=-0.48V

lgK=0.48×2/0.0592 K=1.66×1016 K3=K2=2.76×1032

O2+2H2O+4e4OH- K4 EΘ(O2/OH-)=0.40

lgK4=4×0.4/0.0592=27.03

27

K4=1.07×10

K=K1K2K3K4=3.08×1046

θ46

答:通过计算可知标准平衡常数K为3.08×10

7


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