第四章 电化学与金属腐蚀
1. 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）
（1）取两根金属铜棒，将一根插入盛有0.1mol?dm接起来，可以组成一个浓差原电池。
2??3CuSO4溶液的烧杯中，另
一根插入盛有1mol?dm?3CuSO4溶液的烧杯中，并用盐桥将两支烧杯中的溶液连
（+）
（2）金属铁可以置换Cu，因此三氯化铁不能与金属铜发生反应。 （-） （3）电动势E（或电极电势?）的数值与电池反应（或半反应式）的写法无关，而平衡常数K?的数值随反应式的写法（即化学计量数不同）而变。 （+）
（4）钢铁在大气中的中性或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：
(?)CdCdSO4(1mol?dm?3)CuSO4(1mol?dm?3)Cu(?)
若往CdSO2S溶液，或往CuSO4溶液中加入少量Na4溶液中加入少量
CuSO4?5H2O晶体，都会使原电池的电动势变小。 （-）
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：
2?Cr2O7?6Fe2??14H??2Cr3??6Fe3??7H2O
2Fe3??Sn2??2Fe2??Sn4?
2?（a）Sn2?和Fe3? （b）Cr2O7和Sn2? 2?（c）Cr3?和Sn4? （d）Cr2O7和Fe3?
它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是 （）
b
（2）有一个原电池由两个氢电极组成，其中一个是标准氢电极，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?dm?3NaAc
b
（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?的浓度为 （）
（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（ ）；阳极氧化是将需要处理的部件作为电解池的（ ） （
b
a，b）
（a）阴极 （b）阳极 （c）任意一个极
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，则在以下常用的氧化剂中应选（ d ）为最适宜。
（a）KMnO4酸性溶液，（b）K2Cr2O7酸性溶液，（c）氯水，（d）Fe2(SO4)3溶液 （2）有下列原电池：
(?)PtFe2?(1mol?dm?3),Fe3?(0.01mol?dm?3)Fe2?(1mol?dm?3),Fe3?(1mol?dm?3)Pt(?)该原电池得负极反应为（Fe2??Fe3??e?），正极反应为（Fe3??e??Fe2?）。 （3）电解含有下列金属离子的盐类水溶液：
Li?、Na?、K?、Zn2?、Ca2?、Ba2?、Ag?。其中（Zn2?、Ag?）能被还原成金属单质，（Li?、Na?、K?、Ca2?、Ba2?）不能被还原成金属单质。
4、根据下列原电池反应，分别写出各原电池中正、负电极的电极反应（须配平）。
（1）Zn?Fe2??Zn2??Fe （2）2I??2Fe3??I2?2Fe2? （3）Ni?Sn4??Ni2??Sn2?
（4）5Fe2??8H??MnO4??Mn2??5Fe3??4H2O 解：（1）负极：Zn(s)?Zn2?(aq)?2e? 正极：Fe2?(aq)?2e??Fe(s) （2）负极：2I?(aq)?I2(s)?2e? 正极：Fe3?(aq)?e??Fe2?(aq) （3）负极：Ni(s)?Ni2?(aq)?2e? 正极：Sn4?(aq)?2e??Sn2?(aq) （4）负极：Fe2?(s)?Fe3?(aq)?e?
? 正极：MnO4(aq)?8H?(aq)?5e??Mn2?(aq)?4H2O(l)
5、将上题各氧化还原反应组成原电池，分别用图示表示各原电池。
解：（1）(?)ZnZn2?Fe2?Fe(?) （2）(?)PtI2I?Fe2?,Fe3?Pt(?) （3）(?)NiNi2?Sn2?,Sn4?Pt(?)
?,H?Pt(?) （4）(?)PtFe2?,Fe3?Mn2?,MnO4
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）Fe3?成Fe2?；（b）Ag?成Ag； （c）NO2?成NO 解：合适的氧化剂为：
? （1）酸化的MnO4；（2）HNO3；（3）Cl2
合适的还原剂为：
（1）Zn；（2）Sn2?；（3）I?
注：本题答案不单一，同学们可根据原理自行选择。
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（用图示
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：查教材附录，??(Sn2?/Sn)??0.1375V，??(Pb2?/Pb)??0.1262V （1）当c(Sn2?)?0.010mol?dm?3；c(Pb2?)?1.00mol?dm?3时：
0.05917V ?(Sn2?/Sn)???(Sn2?/Sn)?lgc(Sn2?)/c?n
??0.1375V?
0.05917Vlg0.0100??0.197V2?(Pb2?/Pb)???(Pb2?/Pb)??0.1262V
故以锡电极做原电池负极，铅电极做正极。
原电池图示为：(?)SnSn2?(0.0100mol?dm?3)Pb2?(1.00mol?dm?3)Pt(?) 正极反应：Pb2??2e??Pb 负极反应：Sn?Sn2??2e?
电池总反应式：Pb2??Sn?Pb?Sn2?
原电池电动势：E????????(Pb2?/Pb)??(Sn2?/Sn) =-0.1262V-（-0.197）V=0.071V （2）当c(Sn2?)?1.00mol?dm?3；c(Pb2?)?0.100mol?dm?3时：
?(Sn2?/Sn)???(Sn2?/Sn)??0.1375V
?(Pb2?/Pb)???(Pb2?/Pb)?
??0.1262V?
0.05917Vlgc(Pb2?)/c?n0.05917Vlg0.100??0.156V2故以铅电极做原电池负极，锡电极做正极。
原电池图示为：(?)PbPb2?(0.100mol?dm?3)Sn2?(1.00mol?dm?3)Sn(?) 正极反应：Sn2??2e??Sn 负极反应：Pb?Pb2??2e?
电池总反应式：Sn2??Pb?Sn?Pb2?
原电池电动势：E????????(Sn2?/Sn)??(Pb2?/Pb) =-0.1375V-（-0.156）V=0.019V
8、求反应Zn?Fe2?(aq)?Zn2?(aq)?Fe在298.15K是的标准平衡常数。若将过
量极细的锌粉加入Fe2?溶液中，求平衡时Fe2?(aq)浓度对Zn2?(aq)浓度的比值。 解： Zn(s)?Fe2?(aq)?Zn2?(aq)?Fe(s)
??E??????????(Fe2?/Fe)???(Zn2?/Zn)
= -0.447V -（-0.7618V）=0.315V
lgK??nE?/0.05917V?2?0.315V/0.05917V?10.6
ceq(Zn2?)/c?10K?eq?4.4?10 c(Fe2?)/c?故ceq(Fe2?)/ceq(Zn2?)?1/K??2.3?10?11，反应进行得相当完全。
?
9、将下列反应组成原电池（温度为298.15K）：
2I?(aq)?2Fe3?(aq)?I2(s)?2Fe2?(aq)
（1） 计算原电池的标准电动势； （2） 计算反应的标准摩尔吉布斯函数变； （3） 用图示表示原电池；
（4） 计算c(I?)?1.0?10?2mol?dm?3以及c(Fe3?)?c(Fe2?)/10时原电池的电动
势。
解：（1）查阅教材附录：??(Fe3?/Fe2?)?0.771V；??(I2/I?)?0.5355V。
??E??????????(Fe3?/Fe2?)???(I2/I?)
= 0.771V - 0.5355V = 0.236V
?（2）?rGm??nFE?
85?mol?1?130.6V??45.5kJ?mol?1 ??2?964C（3）原电池图示：(?)PtI2I?Fe3?,Fe2?Pt(?) （4）
2????c(Fe)/c0.05917V???E?E?lg2??3??2n????c(I)/cc(Fe)/c????20.05917V102lg?0.058V ?0.236V??222(1.0?10)10、当pH=5.00，除H?(aq)离子外，其余有关物质均处于标准条件下，下列反
应能否自发进行？试通过计算说明之。
?2MnO4(aq)?16H?(aq)?10Cl?(aq)?5Cl2(g)?2Mn2?(aq)?8H2O(l)
??2?解： 由反应2MnO)?16H?(aq)?10Cl(aq)?5Cl?)2Mn(aq?)8(l)4(aq2(g2HO组成原电池。
? 正极：MnO4(aq)?8H?(aq)?5e??Mn2?(aq)?4H2O(l)
负极：2Cl?(aq)?Cl2(g)?2e? 当pH=5.00，其他物质均处于标准条件时：
????????c(MnO)/cc(H)/c0.05917V4?????2???2??(MnO4/Mn)??(MnO4/Mn)?lg2??5??c(Mn)/c??8?1.507V?
0.05917Vlg(10?5.00)8?1.033V5?(Cl2/Cl?)???(Cl2/Cl?)?1.358V
?可见?(MnO4/Mn2?)??(Cl2/Cl?)，故该反应不能自发进行。
11、由镍电极与标准氢电极组成原电池。若c(Ni2?)?0.0100mol?dm?3时，原电
池的电动势为0.315V，其中镍为负极，计算镍电极的标准电极电势。 解： 该原电池的图示为：
(?)NiNi2?(0.0100mol?dm?3)H?(1mol?dm?3)?H2(100kPa)Pt(?)
2?因为 E???(H?/H)??(Ni/N?i)22?所以 ?(Ni/Ni)?0?0.31V?5?0.3 1V50. V315又
?(Ni2?/Ni)???(Ni2?/Ni)?0.05917V2???lg?c(Ni)/c??n