解:已知:?
MnO4+8H++5e?Mn2++4H2O2+θ2+
0.059[c(MnO4)/cθ][c(H+)/cθ]8E(MnO4/Mn)=E(MnO4/Mn)+lg 5[c(H2O)/cθ]40.059lg[0.01×(105)8 5=1.0114V=1.587+
?
Cl2+2e=2Cl,根据能斯特方程有:
E(Cl2/Cl)=Eθ(Cl2/Cl)+=1.3827+0.059p(Cl2/Cl)lg2[c(Cl)/cθ]2
?
0.059lg1 2=1.3827
2Cr2O7+14H++6e=Cr3++7H2O
2)/cθ][c(H+)/cθ]140.059[c(Cr2O7E(Cr2O/Cr)=E(Cr2O/Cr)+lg 6[c(H2O)/cθ]7273+θ273+
5.计算下列反应:
=1.232+0.059lg[0.01×(105)14] 6=0.524
?氧化性强弱关系:Cl2>KMnO4>K2Cr2O7Ag+(aq)+Fe2+(aq)=Ag(s)+Fe3+(aq)
(1)在298.15K时的平衡常数 (2)如果反应开始时,解:由题意得:
K?
c(Ag+)=1.0moldm3,c(Fe2+)=0.10moldm3,求达到平衡时的
Fe3?浓度。
(1)
lgKθ=E(θAg+/Ag)E(θFe3+/Fe2+)0.059?Kθ=3.05
=0.79960.771=0.485 0.059
(2)令平衡时的
Fe3?浓度为c,则:
Kθ=c(1.0c)(0.10c)=3.05
6.将银棒插入知:(1) (2)
?c=0.075molL1
AgNO3溶液中,将铂片插入含有
FeSO4和Fe2(SO4)3dm3的溶液中,并用盐桥连接,组成原电池。已
c(Ag+)=c(Fe2+)=c(Fe3+)=1molc(Ag+)=0.01mol
dm3,c(Fe2+)=c(Fe3+)=1moldm3
试分别写出电池符号表示式、电极反应和总反应式,并计算其电动势。
解:由题意得:
()PtFe3+,Fe2+??Ag+Ag(+)θ(Ag+/Ag)
(1)
E1=E+0.059lg(Ag)[E
+θ(Fe3+/Fe2+)(Fe3+)+0.059lg(Fe2+)
(2)
=0.79960.771=0.0286E2=0.7996+0.059lg(0.01)0.771=0.68160.771=0.0894
7.已知反应
E正=1.507V,Fe3++e=Fe2+,E负=0.77V,求,
(1)
MnO4+8H++5e?Mn2++4H2Oc(MnO4)=c(H+)=0.10mol(2)反应(3)当
dm3和c(Mn2+)=0.010moldm3 时的电极电势值。
(用标准电极电势求算)
θMnO4+8H++5Fe2+?Mn2++4H2O+5Fe3+的平衡常数Kθ和ΔrGmc(MnO4)=c(Fe2+)=c(H+)=0.10moldm3和c(Mn2+)=c(Fe3+)=0.010moldm3时,计算
?rGm并判断(2)题给出反应进行的方向。
0.059c(MnO4)c(H+)E=1.507+lg=1.42445解:(1) c(Mn2+)(2)
lgKθ=(1.5070.77)×51062=62.46?Kθ=2.88× 0.059
(3)
8..已知下列电池电动势为0.436V,试求Ag+离子浓度: θΔrGm=nFEθ=355.603kJmol1
CuCu2+(0.01moldm3)??Ag+(χ0.01moldm3)Ag 解:
E=0.7996+0.059lgχ
?χ=0.043mol
[0.3419+0.0592lg(0.01)]=0.436 L1
第五章 水溶液中的化学反应和水体保护
§5.1 弱酸弱碱溶液
1.用酸碱质子理论,指出下述物质哪些是酸,哪些是碱?哪些是两性物质?并写出其对应的共轭酸或碱。
酸碱质子理论:凡是能够提供质子的分子或离子都是酸;凡是能够接受质子的分子或离子都是碱。
酸 碱 ?NH4H2SS2?HS?NH3CN?HCNH2OOH??NH4两性物质 H2SHS?HCN S2? ?NH3 ?NH4 CN?OH? HS? 、H2OOH? 、 CN? NH3 HSHCNH2OH2SS2? H3O? 2.试用热力学数据计算氨水在水溶液中的标准解离常数。
θΔrGmlgK=解:2.303RT
θ 3.求0.20解:
moldm3的NH4Cl 溶液的PH。
+NH4+H2O=NH4OH+H+0.2-c c c
c2Kw?c=1.06×105molL1K==θ 0.2Kb
θa
∴PH=4.97
4.比较浓度为0.10解:
moldm3的HAc ,HF , NH3 , H3PO4 在25℃酸性的强弱。
5.已知下列物质解离常数适? (1)(2)(3)
??Ka或Kb值,欲配置PH=3 的缓冲溶液,问选择哪种物质是最合
θHCOOH,Ka=1.77×10θHAc,Ka=1.74×1054
5NH3θH2O,Kb=1.79×10
解:(1)
θPH=PKa=3.75
(2)(3)
θPH=PKa=4.76θPH=PKwθPKb=144.75=9.25
6.计算含有0.10
moldm3的HAc与含有0.100
moldmdm33的NaAc的缓冲溶液的的HCl溶液,则溶液的PH
PH。若在100 cm3 上述缓冲溶液中加入1.00 cm3 1.00是多少? 解:由题意得:
θPH=PKa+lgmolc(HAc)=0.11moldm3,
c(Ac)=0.09moldm3
c(Ac)0.09=4.76+lg=4.67c(HAc)0.11
dm3
7.在0.200.20
mol3的氨水溶液中,溶入NH4Cl 晶体,使
3
?NH4浓度达到
moldm,求改溶液的PH 。若在1000 cm此溶液中加入10cm0.10
θpKb=9.253
moldm3的
NaOH ,则溶液的PH 是多少? 解:(1)
θθPH=pKa=pKw