第四章 电化学与金属腐蚀
1.是非题(对的在括号内填“+”，错的填“-”号)
(1)取两根铜棒，将一根插入盛有0.1mol·dm-3CuSO4 溶液的烧杯中，另一根插入盛有1mol·dm-3CuSO4 溶液的烧杯中，并用盐桥将两只烧杯中的溶液连结起来，可以组成一个浓差原电池。( ) (2)金属铁可以置换Cu2+，因此三氯化铁不能与金属铜反应。( ) (3)电动势E(或电极电势φ)的数值与反应式(或半反应式)的写法无关，而标准平衡常数Kθ的数据，随反应式的写法(即化学计量数不同)而变。( )
(4)钢铁在大气的中性或弱酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。( )
(5)有下列原电池(-)Cd|CdSO4(1.0mol·dm-3)||CuSO4(1.0mol·dm-3)|Cu(+) 若往CdSO4 溶液中加入少量Na2S 溶液，或往CuSO4 溶液中加入少量CuSO4·5H2O晶体，都会使原电池的电动势变小。( ) 解：（1）+；（2）–；（3）+；（4）+；（5）–。 2.选择题(将所有正确答案的标号填入空格内) (1)在标准条件下，下列反应均向正方向进行： Cr2O72 - +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+
它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是______。 (a)Sn2+和Fe3+ (b)Cr2O72 - 和Sn2+ (c)Cr3+和Sn4+ (d)Cr2O72 - 和Fe3+
(2)有一个原电池由两个氢电极组成，其中有一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液[设p(H2)=100kPa]应为
(a)0.1mol·dm-3HCl (b)0.1mol·dm-3HAc+0.1mol·L-1NaAc (c)0.1mol·dm-3Hac (d)0.1mol·dm-3H3PO4 (3)在下列电池反应中
Ni(s)+Cu2+(aq)→Ni2+(1.0mol·dm-3)+Cu(s) 当该原电池的电动势为零时，Cu2+浓度为 (a)5.05×10-27mol·dm-3 (b)5.71×10-21mol·dm-3 (c)7.10×10-14mol·dm-3 (d)7.56×10-11mol·dm-3
(4)电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（ ）；阳极氧化是将需处理的部件作为电解池的（ ）。 (a)阴极 (b)阳极 (c)任意一个极
解：（1）b；（2）b；（3）b；（4）a，b。 3.填空题
(1)有一种含Cl-、Br-和I-的溶液，要使I-被氧化而Cl-、Br-不被氧化， 则在常用的氧化剂
(a)KMnO4 酸性溶液，(b)K2Cr2O7 酸性溶液，(c)氯水和(d)Fe2(SO4)3 溶液中应选（ ）为最适宜。 (2)有下列原电池
(-)pt|Fe2+(1mol· dm-3) Fe3+(0.01mol· dm-3)||Fe2+(1mol · dm-3) ， Fe3+(1mol · dm-3)|Pt(+)该原电池的负极反应为（ ） ， 正极反应为
（ ）。
(3)电解含有下列金属离子的盐类水溶液：Li+、Na+、K+、Zn2+、Ca2+、 Ba2+、Ag+。（ ）能被还原成金属单质；（ ）不能被还原成金属单质 解：（1）d （2）Fe2+= Fe3++ e-; Fe3++ e-= Fe2+ （3）Zn2+、Ag+；Li+、Na+、K+、Ca2+、Ba2+
4.写出下列化学方程式的氧化反应及还原反应的半反应式(须配平)。 (1)Zn+Fe2+=Zn2++Fe (2)2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+ (3)Ni+Sn4+=Ni2++Sn2+
(4)5Fe2++8H++MnO 4- =Mn2++5Fe3++4H2O 解：（1）负极 Zn(s)= Zn2+(aq)+2 e- 正极 Fe2+(aq)+2 e-= Fe(s) (2) 负极 2I-(aq) = I2(s) +2 e- 正极 Fe3+(aq)+ e-= Fe2+(aq) (3) 负极Ni(s)= Ni2+(aq)+2 e-
正极Sn4+(aq)+2 e-= Sn2+(aq) (4) 负极 Fe2+(aq) = Fe3+(aq)+ e-
正极 MnO 4-(aq)+ 8H+(aq) + 5e-= Mn2+(aq) +4H2O(l)
5.将上题各氧化还原反应组成原电池，分别用图式表示各原电池。 解：(1) (-)Zn|Zn2+|| Fe2+ | Fe (+) (2) (-)Pt| I2| I-||Fe2+,Fe3+|Pt(+)
(3) (-)Ni | Ni2+|| Sn2+, Sn4+|Pt(+)
(4) (-)Pt| Fe2+,Fe3+|| Mn2+, MnO 4- , H+|Pt(+)
6.参见标准电极电势表，分别选择一种合适的氧化剂，能够氧化：(1)Cl- 成Cl2；(2)Pb 成Pb2+；(3)Fe2+成Fe3+。再分别选择一种合适的还原剂，能够还原：(a)Fe2+成Fe；(b)Ag+成Ag；(c)NO 2- 成NO。 解：合适的氧化剂为
(1)酸化的MnO 4- (2) HNO3 （3）Cl2 合适的还原剂为
（1）Zn （2）Sn2+ （3）I-
[本题非唯一答案，凡合理的其他答案均可。]
7.将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的溶液中并组成原电池(用图式表示，要注明浓度)。
(1)c(Sn2+)=0.0100mol·dm-3，c(Pb2+)=1.00mol·dm-3； (2)c(Sn2+)=1.00mol·dm-3，c(Pb2+)=0.100mol·dm-3。
分别计算原电池的电动势，写出原电池的两电极反应和电池总反应式。
解：查阅教材附录10可知：
?(Sn2??2?/Sn) ? -0.138V?2??2??(Sn(Sn/Sn)??(Pb/Sn)/Pb)? ?? -0.126V0.05917Vnlg{c(Sn2?)/c}? ? -0.138V ? 0.05917V2?lg0.0100??0.197V?(Pb2?/Pb)??(Pb?2?/Pb)??0.1262V(1)当(1) c(Sn2+)=0.0100mol·dm-3，c(Pb2+)=1.00mol·dm-3时： 故以锡电极作原电池负极，铅电极作正极。
原电池图式为：(-)Sn | Sn 2+(0.0100mol· dm-3) || Pb2+(1.00mol· dm-3) | Pb(+)
正极反应：Pb2++2 e-= Pb 负极反应：Sn +2 e-= Sn 2++2 e- 电池总反应：Pb2++ Sn= Pb+ Sn 2+ 原电池电动势：E=????_
–?(Sn2?/Sn)
= ?(Pb2?/Pb)
=?0.1262V–（–0.197V）
=0.071V
(2)当c(Sn2+)=1.00mol·dm-3，c(Pb2+)=0.100mol·dm-3时：
?(Sn?(Pb2?/Sn)=?(Sn/Pb)=???2?/Sn)= – 0.1375V
2?2?(Pb/Pb)?0.05917Vnlg{c(Pb2?)/c} ?=-0.1262V ? 0.05917V2?lg0.100 = – 0.156V 此时以铅电极为原电池负极，锡电极为正极。
原电池图式为：(-)Pb | Pb2+ (0.100mol· dm-3) || Sn 2+ (1.00mol· dm-3) | Sn (+)
正极反应：Sn 2++2 e-= Sn 负极反应：Pb= Pb2++2 e-
电池总反应：Pb+ Sn 2+ = Pb2++ Sn 原电池电动势：E=????_
–?(Pb2?= ?(Sn2?/Sn)/Pb)