?1.已知??(Br2/Br-)=1.065v,??(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c(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?(4)若在Br2电极中加入AgNO3,问电池电动势将变大或变小,为什么?(8分)
?解:(1)2IO3+12H2O+10e- = I2+ 6H2O ①;Br2+2e-=2Br- ② ?①+5?②得2IO3+10 Br- +12H+= I2+5Br2+6H2O; ?(2)?(?)=??(IO3,H+/ I2)=1.20v;
?(?)=??(Br2/Br-)+
0.05922lg1c(Br)-2=1.3018v
?=?(?)—?(?)= -0.1018v<0
故反应逆向进行
(3)?(?)=?(IO,H/ I2)+
?3?+
0.059210lgc(H)1?12=0.916v
?(?)=??(Br2/Br-)=1.065v
?=?(?)—?(?)= -0.149v<0
故反应逆向进行
(4)在Br2电极中加入AgNO3,Br-与Ag+反应会生成沉淀AgBr,而
?????0.0592zlg?氧化剂?,Br-作为还原剂浓度减小,故电池电动势增大。
?还原剂?2.某工厂废液中含有Pb2+和Cr3+, 经测定c(Pb2+) = 3.0?10-2mol·L-1, c(Cr3+) = 2.0?10-2 mol·L-1, 若向其中逐渐加入NaOH(忽略体积变化)将其分离,试计算说明: (1) 哪种离子先被沉淀?
(2) 若分离这两种离子,溶液的pH值应控制在什么范围?
(已知:K(Pb(OH)2)=1.4?10-15, K(Cr(OH)3)=6.3?10-31)(7分)
-2?c(OH)> K(Pb(OH)2)得 解:(1)由c(Pb2?)c(OH)>
-
Ksp(Pb(OH)c(Pb2??2))?1.4?103.0?10?15?2?2.16?10?7mol?L
-16
-3由c(Cr3?)?c(OH)> K(Cr(OH)3)得
c(OH)>
-
Ksp(Cr(OH)c(Cr3??3))?6.3?102.0?10?31?2?3.16?10?10mol?L
-1故Cr3+先沉淀
(2)Cr开始出现沉淀时pH=-lgc(H)=-lg(Cr沉淀完全时c(OH)>3所以c(H+)=
2+3+
-3+
+
10?14?103.16?10?9)=4.5
-16.3?1010-6?5?31?3.98?10mol?L
10-14-93.98?10?2.5?10-6mol?L,pH=-lg(2.5?10)=5.6
-1Pb开始出现沉淀时c(H+)=pH=-lg(4.63?10?8)=7.33 故pH值应控制在5.6~7.33
10?14?72.16?10?4.63?10?8mol?L
-13.根据AgI的溶度积K?8.3?10?17,计算:
-1
(1)AgI在纯水中的溶解度(mol·L)
(2)在0.0010 mol·L-1KI溶液中AgI的溶解度(mol·L-1) (3)在0.0010 mol·L-1AgNO3溶液中AgI的溶解度(mol·L-1)
(4)K(AgCl)=1.8?10?10,当溶液中有0.01 mol·L-1Cl-和0.01 mol·L-1I-,问能否通过滴加Ag+办法将Cl-和I-分开?(8分) 解:AgI(s)
Ag++I-
(1)因为AgI为难溶强电解质,且基本上不水解,所以AgI在纯水中的溶解度
???9-1
s=Ksp?c=9.11?10 mol·L
(2)因为AgI的溶解度很小,再加上同离子效应(I-),溶解度更小,所以此时c(I-)=0.0010 mol·L-1,所以AgI的溶解度s=
?8.3?10c(I)-Ksp?-14mol?L
-1(3)因为AgI的溶解度很小,再加上同离子效应(Ag+),溶解度更小,所以此时c(Ag+)=0.0010 mol·L-1,所以AgI的溶解度s=
?8.3?10?c(Ag)Ksp?-14mol?L
-17
Ksp(AgCl)-8-1-(4)使Cl沉淀所需c(Ag+)=?1.8?10mol?L -c(Cl)Ksp(AgI)-15-1-?8.3?10mol?L使I沉淀所需c(Ag+)=,故I-先沉淀 -c(I)??当Cl开始沉淀时,c(I)=
--
8.3?101.8?10-17-8?4.61?10-9mol?L?10-1-5mol?L
-1故此时I-已沉淀完全,即可通过滴加Ag+的办法将Cl-和I-分开 4.已知MnO2+8H++5e-Mn2++4H2O ??=1.507v,Fe3++e-—4Fe2+ ??=0.771v
2?(1)判断下列反应的方向,并配平:MnO?Fe2??H?Mn??Fe3?
(2)将这两个半电池组成原电池,用电池符号表示该原电池的组成,标明电池的正、负极,并计算其标准电动势。
(3)当氢离子浓度为0.10 mol·L-1,其它各离子浓度均为1.0 mol·L-1时,计算该电池的电动势。(7分) 解:(1)MnO?(MnO?—4—4?5Fe2?2??8H?Mn2??5Fe3??4H2O
/Mn)>??(Fe3+/Fe2+),该反应能自发向右(正向)进行。
(2)原电池的电池符号为???Pt Fe2?,Fe3? MnO-4,Mn2?,H?Pt(?)
?=?(MnO??—4/Mn2?)—??(Fe3+/Fe2+)=0.736v
?—4(3)?(MnO?=?(MnO—4—4/Mn2?2?)=?(MnO/Mn2?)+
0.05925?lgc(H)1?8=1.412v
/Mn)—??(Fe3+/Fe2+)=0.641v
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