(2)计算上述反应的平衡常数K。 解:E =φ(+)-φ(-)
={φ(Pb2+/Pb) + 0/0592/2lg[Pb2+]}-{φ(Sn2+/Sn)+0.0592/2lg[Sn2+]} = [-0.126 + 0.0592/2lg0.100]-[(-0.136) +0.0592/2 lg0.100 = 0.010V > 0 故反应正向进行。
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(2)lgK = nE/0.0592 = 2× 0.010 / 0.0592 = 0.34 ∴K = 2.18 9. 已知φ(Br2/ Br-)= 1.065V,φ(IO3-,H+/I2)= 1.20V (1)写出标准状态下自发进行的电池反应式;
(2)若[Br-] = 0.0001 mol·L-1,而其它条件不变,反应将如何进行? (3)若调节溶液pH = 4,其它条件不变,反应将如何进行? 解:(1)φ(IO3-,H+/I2) > φ(Br2/Br-) 正极:2IO3-+ 12H+ + 10e- = I2 + 6H2O
负极:Br2 + 2e-= 2Br-
故电池反应为:2IO3- + 10Br- + 12H+ == I2 + 5Br2 + 6H2O
(2)E = φ(+)-φ(-) = φ(IO3-,H+/I2) -{φ(Br2/Br-) + (0.0592/2)lg1/[Br-]2} = 1.20-1.065 + 0.0592lg0.0001 =-0.101V < 0 故反应逆向进行。
(3)E = φ(+)-φ(-) = {φ(IO3-,H+/I2) + (0.0592/10)lg[H+]12}-φ(Br2/Br-) = 1.20-1.065 + (0.0592×12/10)lg10-4 =-0.15(V) < 0
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故反应逆向进行。
10 . 已知锰的元素电势图为:
MnO4-0.56MnO42-2.261.691.231.51Mn2+-1.18MnO20.95Mn3+Mn
(1)求φ(MnO4/Mn 2+); (2)确定MnO2可否发生歧化反应?
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(3)指出哪些物质会发生歧化反应并写出反应方程式。
解:(1)φ(MnO4-/Mn2+) = (0.564 +2×2.26 + 0.95 + 1.51)/5 = 1.51(V) (2)MnO42- 2.26 MnO2 0.95 Mn3-
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E=φ(右)-φ(左) < 0,MnO2不能歧化成
MnO42-和Mn3+
(3)同理,MnO42- 和Mn3+能发生歧化反应。
11. 在298K时,测定下列电池的E = +0.48V,试求溶液的pH值。 (-)Pt,H2(100kPa)|H+(x mol·L-1)||Cu2+(1 mol·L-1)|Cu(+) 解:正极:Cu2++2e- = Cu 负极:2H+ + 2e- = H2 Cu2+ + H2 == Cu + 2H+
E = φ(+)-φ(-) = φ(Cu2+/Cu) -{φ(H+/H2) + (0.0592/2)lg[H+]2/PH2}
0.48 = φ(Cu2+/Cu)-φ(H+/H2)-0.0592lg[H+] = 0.34 – 0.0592lg[H+]
-lg[H+] = 2.36 ∴pH = 2.36
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