教练员培训班练习题(Ⅱ)
一、氧化还原反应与电化学
一、试配平下列有挑战性的化学反应方程式
－－－
1、Fe (CN)64 + MnO4 + H+ Mn2+ + Fe3+ + CO2 + NO3+ H2O
－－－
2、ReCl5 +H2O Re2Cl92 + ReO4 + Cl + H+
3、B10H12CNH3 + NiCl2 + NaOH Na4[B10H10CNH2]2Ni + NaCl + H2O
－
4、ICl + H2S2O7 I2+ + I (HSO4)3 + HS3O10 + HSO3Cl + H2SO4
5、CuSO4 + FeS2 +H2O Cu2S + FeSO4 + H2SO4
6、CsB3H8 Cs2B10H10 + Cs2B9H9 + Cs2B12H12 + CsBH4 + H2 二、RuO4与C2H4、H2O2－H2O发生下列一系列反应：
①④AO(C2H4) + Ru O4 RuOOO②③⑥BDE
①、②、⑤、⑥、⑦中加入H2O2－H2O，③、④中加入C2H4。(A)与(B)、(E)与
(F)有相同的化学式，但是(A)、(E)中Ru的氧化态高于(B)、(F)中Ru的氧化态。 1、试画出(A)~(F)所代表的化合物的结构式并标出Ru的氧化态。 2、说明H2O2－H2O在上述系列反应中起哪些作用？ 三、1、试写出下列各物种中，铬元素的氧化数
－－
(1) Cr(NO)2 (CO)3 (2) Cr2O122 (3) Cr2Cl93 (4) Cr(CO)6 2、试写出下列各物种中，硫元素的氧化数
(1) H2S2O8 (2) Na2S5 (3) Na2S2O4 (4) Na2S4O6 (5)S8 (6) H2S3O10 (7) S2Cl2 (8) HSO3F 四、完成下列电极反应式
⑤C⑦F?HV2O5+ 3、HGeO3????Hg 2、 VO+???Ge 1、HgO???－
OH?H?OH??S 5、F2O???O2 6、?CO2 4、S2O32??C12H22O11??五、写出下列各电池的正、负极电极反应式和电池反应方程式
1、Pt, H2 | HCl || KCl | Hg2Cl2(s), Hg
－
2、Cu | Cu2+ || I | CuI(s), Cu
－
3、Pt, CuI(s) | Cu2+ || I | CuI, Cu
－
4、Fe, Fe(OH)2 | OH || Fe2+ | Fe
5、Li(s) | Li+－Li2Mn2O4 | LiMn2O4(s) 6、Pt, C3H8 | CO2 | ZrO2 | O2 (p ), Pt 7、Pt, CH3OH | CO2 | Na2CO3 | O2, Pt 8、Pt, H2 | KOH | NiO(OH), Ni(OH)2 | Ni
－
H?H?H? 74
六、已知锇的电位图如下：
φA ：
1、在1mol/L 的盐酸溶液中，何种物质不稳定？写出发生化学反应的方程式。 2、哪些电对的电极电位不随pH值的改变而变化？
3、哪些电对的电极电位不随Cl-离子浓度的改变而变化？ 4、计算φA，OsO4/Os。
5、在1mol/L的盐酸中，OsO4与Os反应方程式如何？
七、金属铁与熔融的氢氧化钠反应，可以制备金属钠，试写出该反应的方程式并说明该反应之所以能发生的原因。
八、10ml SO2溶液稀释到500ml，取该稀释溶液10ml加入25.00ml的碘溶液。过量的
－
碘需要用浓度为100mol·m-3 S2O32溶液9.30ml完全反应，而25.00ml的碘溶液需要22.5ml同样的硫代硫酸钠溶液完全反应。
10.00ml的S2Cl2( ρ = 1.68g·cm-3 )溶解在100ml的石油醚中，得到有色溶液，缓慢加到50.0ml上述SO2原始溶液中，当加到68ml此有色溶液时，反应完全。用KOH溶液中和水相中溶液，得到无水的钾盐，仅有KCl仍留在溶液中。
－
称取50.0mg无水钾盐溶于50％的盐酸中，需要含25.0ml/m3 IO3离子的KIO3溶液23.3ml完全反应，试完成下列离子方程式：
1、SO2和S2Cl2在水溶液中的反应
2、无水钾盐与KIO3在50%盐酸中的反应
九、在特定反应条件下，K2CrO4与H2O2发生氧化－还原反应，生成化合物(A)，(A)中含有Cr 17.49%，K 39.46%(质量分数)
1、试求出(A)的化学式，并写出上述反应的离子方程式 2、(A)中Cr的氧化数是多少？
3、(A)在化学性质上的最大特点是什么？写出酸化(A)的离子方程式
?31十、已知 ?CrO2?/Cr3??1.232V Ksp,Cr(OH)3?6.3?10
272?2????试求：Cr2O7 + 2OH? ??? 2CrO4 + H2O
?CrO2?4/Cr(OH)3??0.13V的K。
十一、下面电池的电动势为+0.535V(在298K)
Cu(NO3)2 (0.010m)Cuen (0.170m)KNO3 (1.00m)Cu(NO3)2 (0.010m)Cu
KNO3 (1.00m)试求配离子[Cu(en)2]2+的pβ2(假设电池左室中仅有Cu(en)22+配离存在)(已知
?Cu2?/Cu?0.3419) V十二、美国化学家Seaburg估计106号元素可能存在如下的电位图：
φ A ：
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试预测下列结果：
1、M放在3mol/L的盐酸中
2、MCl3放在FeSO4的酸性溶液中 3、MO2和MO3同时放入酸性溶液中 4、M3+和MO3同时放入酸性溶液中
5、在1mol/L盐酸中，哪些物种不稳定。
十三、在某KReO4酸性溶液中含Re26.65mg，将其通过一个装有Zn粒的反应柱后，
－－
ReO4离子被Zn还原。用0.02000mol·dm3 KMnO4标准溶液滴定还原后收集到的溶液
－
(包括洗涤液)，当滴定到11.45cm3时，还原态的Re又全部被氧化成ReO4。 1、用计算说明被还原后的Re的氧化数。
2、用Re元素的核外电子构型说明此结果是合理的。 3、试画出ReO4-的结构试
－
十四、试设计一试验来测定α-AgI固体电解质究竟是Ag+离子导电还是I离子导电，写出实验结果与说明。
十五、将羧酸的碱金属盐溶液电解，可得到烃类化合物，例如：
电解2CH3COOK+2H2O????CH3?CH3+2CO2? + H2?+2KOH
阳极 阴极
根据下列演变关系：
O2O2电解??BCl?CH2COOK????A(混合物)???B???C???D???E
1、分别写出阳极、阴极的电极反应式和电解反应方程式 2、分别写出(B)、(C)、(D)的化学式
3、E由不同条件下的(D)和(B)反应可以得到三种产物，请写出符合下列要求的(E)的结构简式。(1)最小的链状(E)， (2)最小的环状(E)， (3)高分子(E)
十六、高铁酸盐在1702年就被Stahl发现，并在1971年被Adutte等首次用于有机物氧化合成的研究，高铁酸盐（例如K2FeO4）的还原产物是铁（Ⅲ），在碱性条件以Fe2O3形式存在，无污染且易于分离，是高效绿色的氧化剂，是但由于高铁酸钾不溶于大部分有机物，故其应用受到很大局限。研究人员发现，在相转移溶剂存在下，在有机溶剂中和pH＝11.5时，高铁酸钾能把苯甲醇氧化为苯甲醛，产率高达97.2%。在酸性介质中，电对的标准还原电位分别是：Fe(Ⅵ)/Fe(Ⅲ)为2.20V，Mn(Ⅶ)/Mn(Ⅳ)为1.679V，Cr(Ⅵ)/Cr(Ⅲ)为1.33V。在碱性介质中，电对的标准还原电位分别是：Fe(Ⅵ)/Fe(Ⅲ)为0.72V，Mn(Ⅶ)/Mn(Ⅳ)为0.588V，Cr(Ⅵ)/Cr(Ⅲ)为－1.22V。
1、写出K2FeO4在碱性条件下氧化MnO2的化学方程式。 2、写出K2FeO4在碱性条件下氧化苯甲醇的离子方程式。 3、计算K2FeO4在酸性条件下氧化Cr2O3的平衡常数。 十七、根据下列pH = 0的电极电位图，回答下列问题：
EA0 Sb2O5(s)
0.48Sb2O4(s)
0.68SbIII
0.20Sb
－0.51SbH3
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O2
1.23H2O
?
1、pH = 4时? SbIII/Sb = 0.04V，问在pH = 0～4范围内SbIII以Sb2O3、SbO2、SbO+
3+
或者Sb中的哪一种形式存在？
2、在酸性溶液中，Sb的哪一种氧化态不稳定？写出方程式并说明之。 3、试计算酸性条件下，Sb2Os～SbH3的标准电极电位。 十八、金在自然界中主要以分散的单质的形式存在，需要先富集再提炼。富集后的精矿用混汞法、氰化法等工艺提取金。混汞法是使矿浆中的金粒与汞生成金汞齐，然后蒸去汞得到海绵金（又称汞金）。氰化氧化法是在氧化剂（如空气或氧气）存在下，用可溶剂氰化物（如NaCN）溶液浸出矿石中的金，再用置换法或电沉积法从浸出液中回收金。
1、写出用氰化物溶金反应和用Zn粉置换金的化学反应方程式。
2、已知?O2/H2O= 1.229V，?Au+/Au= 1.69V，Ka，HCN = 4.93?10?10，?2([Au(CN)2]?) = 2.00?1038，F = 96485J · V?1 · mol?1。
设配制的NaCN水溶液的浓度为1.00?10?3 mol · L?1、生成的[Au(CN)2]?配离子的浓度为1.00?10?4 mol · L?1、空气中O2的体积分数为0.210，计算298K时空气中溶金反应的自由能变。 十九、二肼基四嗪（结构如图）尽管含氮量很高却十分稳定，
因此适合于用作火药。
1、试写出它与N2O4完全反应的方程式。
2、该结构中不同化学环境中氮原子的种类是多少？说出每种氮原子的杂化类型。 3、既然该种化合物的含氮量很高，理应属于高能化合物，应表现出高度的不稳定性，而该化合物确十分稳定，试解释之。
二十、有一种硝化纤维（结构如右图） 1、给出n = 1的化学式。
2、写出它完全燃烧的化学方程式。 3、给出它爆炸时的反应方程式。
二十一、锂、钴氧化物和石墨分别作为可充电锂电池的正极和负极活性材料。在充放电循环中，锂进入两个电极材料的晶格中，此过程称为插层反应（intercalation）。
下面是锂电池充放电发生的两个可逆的半反应：
－
(a) C6 + Li+ + eLiC6
－
(b) 2Li0.5CoO2 + Li+ + e2LiCoO2
1、给出电池放电时的电极反应式和电池反应方程式，计算电池的标准电动势。热力学数据如下：
化合物 ΔfGm （kJ ? mol–1） Li0.5CoO2 – 424 LiCoO2 – 614 LiC6 – 4
2、电池贮存的总能量以毫安小时（mAh）来评价。一个1500mAh的电池能够供
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给100mA的装置连续工作15个小时。石墨的层与层之间有锂的插层反应。假设插层反应最大的化学计量为C∶Li = 6∶1，试计算1.00g石墨的锂的插层物的电容量是多少mAh/g？
3、一生产商提供了一种含1.00cm3的石墨（ρ = 2.25g/cm3）和1.30cm3的LiCoO2
（ρ = 4.8g/cm3）电池，试计算该电池在理论上能够提供的能量是多少kJ？
4、为了减少电池的质量和大小，考虑用金属锂取代石墨的可行性。在一个试验中0.5cm3的金属锂（仍用1.30cm3的LiCoO2），金属锂属体心立方结构，晶胞参数a = 3.51?，计算金属锂的密度。
5、计算该电池在理论上能够提供的总能量（kJ）。（用ρ = 0.5g/cm3，该值与上面(5)的结果无关）
二十二、现有草酸，草酸铵和水的混合物，水中的可溶性杂质既不与氢氧钠溶液反应，又不与高锰酸钾溶液反应。为了测定混合物中各成份的质量，进行如下实验，使用的试剂如下：
Fe(NH4)2(SO4)2(aq) c = 0.1100mol/dm3 盐酸 c = 0.1000mol/dm3 NaOH(aq) c≈2mol/dm3 KMnO4(aq) c≈0.02mol/dm3
2.500g混合物溶于水中，配制成100.00cm3溶液，进行下面的测定
1、取上面的50cm3氢氧化钠溶液，稀释到1.000dm3，吸取20.00cm3该稀溶液，用盐酸滴定，酚酞作指示剂。消耗20.80cm3的盐酸。
2、在酸性价质中，用KMnO4溶液滴定10.00cm3的Fe(NH4)2(SO4)2溶液，消耗12.20cm3的KMnO4溶液。
3、用酚酞作指示剂，用(1)中的氢氧化钠溶液滴定10.00cm3的混合物溶液，消耗17.30cm3的氢氧化钠溶液。
4、在酸性介质中用高锰酸钾溶液滴定5.00cm3的混合溶液，消耗23.35cm3的高锰酸钾溶液。
试计算该混合物中草酸、草酸钠和杂质的质量分数（%），并写出(1)到(4)的滴定中的反应方程式。
H2C2O4 pKa1 = 1.23 pKa2 = 4.19 酚酞的变色区间 pH = 8.2～10 二十三、Ag电极浸入不同浓度的AgNO3溶液中，制成浓差电池。当电池两电极室中的AgNO3(aq)的浓度分别为1mol/dm3和0.1mol/dm3，测得其电压为0.065V（T ≠ 298.15K）
1、若电池两电极室中的AgNO3(aq)的浓度分别为1mol/dm3和0.01mol/dm3，试计算该电池的电动势。
2、纳米大小的金属簇具有体块金属不同的性质。为了研究金属银纳米簇的电化学性质，研究下面的电化学电池：
(I) Ag(s)︱AgCl (饱和溶液) ‖Ag+(aq) c = 0.01mol/dm3︱Ag(s) ε4 = 0.170V (II) Pt/Agn(s,纳米簇)，Ag+(aq) c = 0.01mol/dm3‖AgCl (饱和溶液)︱Ag(s)
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