（3）2Fe(OH)2?H2O2?2Fe(OH)3
?（4）3S2??ClO3?3H2O?3S?Cl??6OH?
2． 写出下列电池中各电极上的反应和电池反应 （1）(-)Pt,H2│HCl│Cl2,Pt(+)
（2）(-)Pt│Fe3+,Fe2+‖Ag+│Ag(+) （3）(-)Ag,AgCl│CuCl2│Cu(+) （4）(-)Pt,H2│H2O,OH-│O2,Pt(+) 解：（1）H2-2e=2H+ , Cl2+2e=2Cl- , H2+Cl2=2HCl(ag) （2）Fe2+-e=Fe3+ , Ag++e=Ag ， Fe2++Ag+=Fe3++Ag
（3）Ag-e+Cl-=AgCl , Cu2++2e=Cu , Cu2++2AgCl=CuCl2+2Ag （4）H2-2e=2H+ , O2+4e+2H2O=4OH- , 2H2+O2=2H2O 3． 写出下列方程式的氧化和还原反应的半反应式
2??4H2O?5Fe3? （1）5Fe2??8H??MnO?4?Mn（2）2I??2Fe3??I2?2Fe2?
（3）Ni?Sn4??Ni2??Sn2?
（4）Zn?Fe2??Zn2??Fe 解：（1）Fe2+-e=Fe3+ , MnO4-+5e+8H+=Mn2++4H2O （2）2I--2e=I2 , Fe3++e=Fe2+ （3）Ni-2e=Ni2+ , Sn4++2e=Sn2+ （4）Zn-2e=Zn2+ , Fe2++2e=Fe
4． 将上题各氧化还原反应组成原电池，用电池表示式表示。 解：（1）(-)Pt│Fe3+,Fe2+‖MnO4-,Mn2+│Pt(+) （2）(-)Pt,I2│I-‖Fe3+,Fe2+│Pt(+) （3）(-)Ni│Ni2+‖Sn4+,Sn2+│Pt(+) （4）(-)Zn│Zn2+‖Fe2+│Fe(+)
5． 参考标准电极电势表，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+；再分别选择一种还原剂，能够还原：（1）Fe3+成Fe；（2）Ag+成Ag；（3）NO成NO2。
?2 解：（1）酸性KMnO4 （2）H+ （3）Ag+
（1）Cu （2）Fe2+ （3）I- 答案不唯一
?2??4H2O,?Θ?1.49；V 6． 已知 MnO?4?8H?5e?Mn Fe3??e?Fe2?,???0.771V。
（1）判断下列反应的方向： 2??8H??Mn2??5Fe3??4H2O MnO?4?5Fe （2）将这两个半反应组成原电池，写出原电池的符号，计算该原电
池的电动势。
解：（1）Eθ=1.49-0.77=0.72V>0 , 正向自发
（2） (-)Pt│Fe3+,Fe2+‖MnO4-,Mn2+│Pt(+) ，Eθ=1.49-0.77=0.72V
11
7． 判断下列氧化还原反应在298.15K、标准状态下进行的方向：
（1）Ag??Fe2??Ag?Fe3?
2?（2）2Cr3??I2?7H2O?Cr2O7?6I??14H? （3）Cu?2FeCl3?CuCl2?2FeCl2 解：（1）Eθ=0.80-0.77>0 , 正向自发 （2）Eθ=0.545-1.33<0 , 逆向自发 （3）Eθ=0.77-0.34>0 , 正向自发
8． 计算说明在pH=4.0时，下列反应能否自动进行（其余物质均处于标准
状态）：
2?(aq)?H?(aq)?Br?(aq)?Br2(l)?Cr3?(aq)?H2O(l) （1）Cr2O7??2?（2）MnO?4(aq)?H(aq)?Cl(aq)?Mn(aq)?Cl2(g)?H2O(l)
解：（1）φ(Br2/Br-)=φθ(Br2/Br-)=1.07V φ(Cr2O72-/Cr3+)=1.33+
0.0592lg(10?4)14?0.78(V) 6 φ+<φ- , 逆向自发
（2）φ(Cl2/Cl-)=φθ(Cl2/Cl-)=1.36V φ(MnO4-/Mn2+)=1.49+
0.0592lg(10?4)8?1.11(V) 5 φ+<φ- , 逆向自发
9． 将下列反应组成原电池：Sn2??2Fe3??Sn4??2Fe2?
（1）用符号表示原电池的组成，并计算Eθ； （2）计算反应的?G；
θ298（3）若c(Sn2+)=1.0×10-3mol·L-1，其它离子浓度均为1.0 mol·L-1，计算
原电池的电动势；
（4）计算反应的平衡常数。 解：（1） (-)Pt│Sn4+,Sn2+‖Fe3+,Fe2+│Pt(+) , Eθ=0.77-0.15=0.62V
θ （2）ΔG298=2×96485×0.62=119641(J/mol) （3）φ(Sn4+/Sn2+)=0.15+
0.05921lg?3?0.24(V) 210 E=0.77-0.24=0.53(V)
（4）lgK??2?0.62/0.0592?20.95 ， Kθ=8.91×1020
10．有一Br-和Cl-的混合溶液，其浓度均为1.0 mol·L-1，现欲使用1.0
－
mol·L-1KMnO4溶液只氧化Br-而不氧化Cl，问系统中H+浓度应在什么范围？假定Mn2+和气体均处于标准状态。
解：以题意，应有 φ(Br2/Br-)<φ(MnO4-/Mn2+)<φ(Cl2/Cl-) 即 1.07<1.49+
0.0592lgc8(H?)<1.36 5 1.372 12 H3AsO4?2H??2e?H3AsO3?H2O,?θ?0.581V; I2?2e?2I?；φ＝0.535V θ （1）计算标准状态下，由以上两个半反应组成原电池的电动势。 （2）计算反应的平衡常数。 θ（3）计算反应的?G298，并说明反应进行的方向。 （4）若溶液的pH=7（其它条件不变），判断反应的方向。 θ 解：（1）E=0.581-0.535=0.046V （2）lgK??2?0.046?1.554 ，K??35.81 0.0592 （3）ΔGθ=—2×96485×0.046=—8878 (J/mol)<0 , 正向自发 （4）φ(H3AsO4/H3AsO3)=0.581+ 0.0592lg(10?7)2=0.167(V) 2 <φ(I2/I-)=0.535V , 逆向自发 12．有一氢电极H2(101325Pa)/ H+ (？)。该电极所用的溶液均为1.0 mol·L-1 的弱酸(HA)与其钾盐(KA)所组成。若将此氢电极与另一电极组成原电池，测得其电动势E=0.38V。并知氢电极为正极，另一电极的φ = -0.65V，问该氢电极中溶液的pH值和弱酸（HA）的K为多少？ θa 解：φ(H+/H2)=0.38+(-0.65)=-0.27V=0+0.0592lgc(H+)=-0.0592pH pH=4.56 1?10?4.56 ??10?4.56?2.75?10?5 113．已知反应2Ag??Zn?2Ag?Zn2?。开始时，c(Ag+)= 0.1 mol·L-1，c(Zn+)= ?Ka0.3 mol·L-1，求达平衡时溶液中剩余Ag+浓度是多少？ 解： lgK??2?(0.8?0.76)?52.7 ，K??5?1052 0.05920.35—27 , x=2.6×10(mol/L) x2 设平衡时Ag+的浓度为x，则Zn2+的浓度为0.3+(0.1-x)/2≈0.35mol/L K??5?1052?14．标准钴电极（Co2+/Co）与标准氯电极组成原电池，测得EΘ=1.63V。 － 此时钴电极为负极，已知φθ(Cl2/Cl)=1.36V。问： （1）此电池反应的方向如何？ （2）计算φθ(Co2+/Co)。 （3）当p(Cl2)增大或减少时，原电池电动势将如何变化？ （4）当Co2+的浓度降低到0.01 mol·L-1时，原电池电动势将如何变化？ 数值是多少？ 解：（1）Eθ>0 , 正向自发 （2）1.63=1.36—φθ(Co2+/Co) , φθ(Co2+/Co)=—0.27(V) （3）p(Cl2)↑E↑ , p(Cl2)↓E↓ （4）E?1.36?[?0.27?0.0592lg0.01]?1.69（V） 2 13 15．用反应式表示下列过程的主要电极产物： （1）电解NiSO4溶液，阳极为镍，阴极为铁； （2）电解熔融MgCl2，阳极用石墨，阴极用铁； （3）电解KOH溶液，两极都用铂。 解：（1）阳极：Ni-2e=Ni2+ 阴极：Ni2++2e=Ni （2）阳极：2Cl- -2e=Cl2 阴极：Mg2++2e=Mg （3）阳极：4OH- -4e=O2+H2O 阴极：2H2O+2e=H2+2OH- 16．根据电极电势定性说明，钢铁在水中或其它中性水溶液中为什么不可 能发生析氢腐蚀。 解：φ(H+/H2)=0-0.0592pH=-0.414(V) φ(O2/H2O)=1.229?0.0592lgc4(H?)=0.815(V) 4 在中性水溶液中，O2的氧化性远大于H+，加之析H2的过电势高，所以 如此。 17．分别写出铁在微酸性水膜中，与铁完全浸没在稀硫酸(1 mol·L-1)中发 生腐蚀的两极反应式。 解：（1）阳极：Fe-2e=Fe2+ 阴极：O2+4e+2H2O=4OH- （2）阳极：Fe-2e=Fe2+ 阴极：2H++2e=H2 18．下列两种金属在规定的介质中接触会遭到哪种腐蚀，写出主要反应式： （1）Sn-Fe在酸性介质中；（2）Al-Fe在中性介质中；（3）Cu-Fe在pH=8的介质中。 答：皆属于电偶腐蚀 （1）阳极：Fe-2e=Fe2+ 阴极：2H++2e=H2 总反应：阳极：Fe+2H+=H2+Fe2+ （2）阳极：Al-3e+3H2O=Al(OH)3+3H+ 阴极：O2+4e+2H2O=4OH- 总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （3）阳极：Fe-2e+2OH-=Fe(OH)2 阴极：O2+4e+2H2O=4OH- 总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 第四章 原子结构 1．判断正错 （+）（1）能量量子化、波粒二象性和几率分布是微观粒子运动的三个特征。 （-）（2）电子的运动也可用牛顿力学来描述。 （-）（3）除氢原子外的其它原子中，只要角量子数不同，其轨道能级必 定不同。 （-）（4）通过原子发射光谱至少可以对金属元素进行定性分析。 （+）（5）确定了n、l、m三个量子数，就确定了一个原子轨道。 14 （-）（6）确定了n、l、m三个量子数，就确定了一个电子的运动状态。 2．选择填空 （1）下列四个量子数组合正确的是（B ） A．（1，1，0，+1） B.（3，0，0，+1） C．（1，2，1，-21） 22 D.（3，1，2，-1） 2 （2）下列原子轨道存在的是（D ） A． 1p B. 2d C. 3f D. 6s 3．填表 轨道名称 2p 4f 6s 5d 主量子数 2 4 6 5 角量子数 1 3 0 2 轨道个数 3 7 1 5 4．判断正错 （-）（1）当n=2时，l只能取1，m只能取±1。 （-）（2）波函数角度分布图也能表示电子离核的远近。 （-）（3）磁量子数为0的轨道都是s轨道。 （-）（4）p轨道角度分布图为“8”字形，这表明电子是沿“8”字形运动的。 5．填空 （1）决定电子离核远近和所处能级高低的量子数是（n ）。 （2）决定轨道形状的量子数是（l ）。 （3）决定轨道空间伸展方向的量子数是（m ）。 （4）决定电子自旋方向的量子数是（ms ）。 6．下列原子的核外电子分布式是不正确的，它们各违背什么原则？请订正之。 （1）5B：1s22s3 违背泡利不相容原理，应为：1s22s22p1 （2）22Ti：1s22s22p63s23p63d4 违背能量最低原理，应为：1s22s22p63s23p63d24s2 221111（3）7N：1s22s22p2xpy 违背洪特规则，应为：1s2s2px2py2pz （4）29Cu：1s22s22p63s23p63d94s2 违背全充满半充满规律，应为： 1s22s22p63s23p63d104s1 7．分别写出6C、7N、8O三种原子的电子分布式、外层电子分布式和2p电子的轨道表示式。 原子 核外电子分布式 外层电子分布式 2p电子分布 2p1x2p1y2p0C 1s22s22p2 2s22p2 z N O 1s22s22p3 1s22s22p4 2s22p3 2s22p4 2p1x2p1y2p1z 112p2x2py2pz 8．通过表格形式写出20Ca、24Cr、26Fe、29Cu四种原子的外层电子分布式、 15