K = _____________________________________;
(4) 当电池中H+ 浓度都从1mol·dm-3增加到2mol·dm-3,电池电动势_______________(增大、降低、不变)。
17. 要使反应Cu + 2H+ Cu2+ + H2能够实现,[H+]最小为_________________________。 (??(Cu2+/Cu) = 0.34 V) 18. 电池反应Cu(s) + Cl2(g) ,
试指出在下列情况下,原电池电动势的变化情况:当增大Cu的质量,原电池的电动势,当
2+
增大Cl2(g)压力,原电池电动势,当增大Cu(aq)浓度,原电池的电动势。
=
= Cu
2+
(aq) + 2Cl? (aq) 的电池符号为:
三、计算题 ( 共 6题 ) 19. 10 分
反应Zn(s) + Hg2Cl2(s)
mol·dm-3时,测得电池的电动势为1.03 V,当[Cl?]= 0.100 mol·dm-3 时,电池的电动势为1.21 V,此条件下 [Zn2+] = ?
20. 10 分
已知:??(Fe3+/Fe2+) = 0.77 V,??(I2/I?) = 0.54 V,K稳(FeF3) = 1.1 ? 1012
问:(1) 在标态下Fe3+ 能否把I?氧化为I2?
(2) 当在Fe3+ 中加入足量的F?,平衡后 [F?] = 1.0 mol·dm-3时,Fe3+ 还能否把I?氧化成I2 ?
21. 已知电池:
Pt,H2(p?)│HAc(1 mol·dm-3),NaAc(1 mol·dm-3)‖KCl(饱和)│Hg2Cl2│Hg ???(Hg2Cl2/Hg) = 0.24 V,测得此电池的电动势为0.52 V . (1) 写出电极反应和电池反应; (2) 计算K(HAc)。
22. 10 分
已知:??(Ag+/Ag) = 0.7991 V,??(AgBr/Ag) = 0.071 V,??(Zn2+/Zn) = -0.763 V,
???(Ag(S2O3)32/Ag) = 0.010 V
= 2Hg(l) + Zn
2+
(aq) + 2Cl?(aq),在25℃,当各离子浓度均为1.00
求:(1) 将50 cm3 0.15 mol·dm-3 AgNO3与100 cm3 0.30 mol·dm-3 Na2S2O3混合,混合液中Ag+ 浓度;
(2) 确定0.0010 mol AgBr能否溶于100 cm3 0.025 mol·dm-3的Na2S2O3溶液中(生成 Br?
?和Ag(S2O3)32);
? (3) 在(2)的溶液中加入过量的锌后,求残留的Ag(S2O3)32占原有浓度的百分比(不考虑 2-Zn2+ 与S2O3的配合作用)。
23. 5 分
?已知:??(NO3/NO) = 0.96 V,??(S/S2-) = -0.48 V,Ksp(CuS) = 1.3 ? 10-36
21
?+ 8H+计算反应:3CuS + 2NO33S + 2NO + 3Cu2+ + 4H2O 的平衡常数。
24. 5 分
??= -0.359 V 已知 PbSO4 + 2e? Pb + SO24??=
Pb2+ + 2e? Pb ??= -0.126 V
当[Pb2+] = 0.100mol·dm-3,[SO42-] = 1.00mol·dm-3时,由PbSO4 / Pb和Pb2+ / Pb两个半电
池组成原电池。
(1) 写出该原电池的符号及电池反应方程式,并计算原电池的电动势; (2) 计算PbSO4的Ksp。
四、问答题 ( 共 3题 ) 25. 5 分
铜包屋顶被氧化为绿色是潮湿空气中大气氧化作用的一个实例。试计算Cu被O2氧化的电动势并予以解释。(已知:??(O2/H2O) = 1.23 V,??(Cu2+/Cu) = 0.34 V)
26. 10 分
?已知下列电对的?A值:
电对 Fe2+ / Fe H+ / H2 Cu2+ / Cu I2 / I? O2 / H2O2
=
??/ V -0.44 0 0.34 0.54 0.68
?电对 Fe3+ / Fe2+ NO3/ NO Br2 / Br? H2O2 / H2O
??/ V 0.77 0.96 1.08 1.77
回答下列问题,并写出有关离子反应方程式。 (1)为什么FeCl3溶液能腐蚀铜板?
(2)Fe2+离子应保存在酸性介质中,能否给亚铁盐溶液中加一些HNO3?
(3)在Br?和I?离子的混合溶液中,只使I?氧化,应选择氧化剂H2O2和Fe2(SO4)3中的哪一种?
(4) 铁分别与足量稀盐酸和稀硝酸反应,得到的产物有何不同?
27. 10 分
- ?2???已知:?A:Cr2O7/Cr3+ = 1.33 V ??B:CrO24/CrO2= -0.13 V H2O2/H2O = 1.78 V HO2-/OH? = 0.87 V O2/H2O2 = 0.68 V Fe3+/Fe2+ = 0.77 V
Cl2/Cl? = 1.36 V
(1) K2Cr2O7在酸性介质中能氧化哪些物质? 写出反应方程式;
(2) 欲使CrO?2在碱性介质中氧化,选择哪种氧化剂为好? 写出反应方程式; (3) K2Cr2O7在1 mol·dm-3 HCl中能否使Cl?氧化?为什么?如在12 mol·dm-3浓HCl中,反应能否进行? 通过计算说明。
第八章氧化还原反应与电极电位练习题(参考答案)
22
一、选择题 ( 共 9题 )
1. (B) 2.(A) 3. (C) 4. (C) 5. (B) 6. (B) 7. (B) 8. (D) 9. (D)
二、填空题 ( 共 9题 27分 ) 10.
Cu┃CuSO4,Zn┃ZnSO4,深蓝色,减小,增大。
0.0592[H?]4lg11. ??(PbO2/Pb) =?(PbO2/Pb) + ,0.12,0.06,不变 2?2[Pb]2+
?2+
12. Ni(OH)3(s) + e?
?
= Ni(OH)(s) + OH(aq)
Cd(s) + 2OH(aq) = CdO(s) + HO(l) + 2e
2
?
2
?
13. (1) > (4) > (2) > (3)
14. (1) NH3·H2O (2) S2-
15. (1) Ag+ + e? Ag (2) AgBr + e? Ag + Br? (3) Ag+
?
=
=+ Br= AgBr
16.
(1) 2MnO?4+ 5H2SO3
+- 2Mn2+ + 5SO24+ 4H + 3H2O
-3-3+-3-(2) Pt│SO24(1.0 mol·dm),H2SO3(1.0 mol·dm),H(1.0mol·dm) -32+-3+-3‖MnO?4(1.0 mol·dm),Mn(1.0 mol·dm),H(1.0 mol·dm)│Pt
(3) E?= 1.49 - 0.20 = 1.29 (V)
K = 1.88 ? 10218 (4) 降低。
17. 5.8 ? 105mol·dm-3
18. (-) Cu(s)|Cu2+(aq)‖Cl-(aq)|Cl2(g)|Pt (+),不变,变大,变小
三、计算题 ( 共 6题 )
19. 10 分 E =E?-?0.05910.0591lg Q =E?-lg 1.00 =E?
z2所以E= 1.03 V 改变条件后:
0.059lgK? 222?0.059(0.100)[Zn] 1.21 = 1.03 -lg 21 1.21 = 1.03 -
23
[Zn2+] = 7.91 ? 10-5 mol·dm-3
20. 10 分
(1) Fe3++ e????Fe2+ ??= 0.77 V I2+ 2e???? 2I?
??= 0.54 V
所以Fe3+能把I?氧化成I2。 (2) Fe3+ + 3F????FeF3此时:Fe3+的浓度降低。
[Fe3?][F?]31[Fe3?]?1.0?= K不稳 = 9.1 ? 10-13
[FeF3]K稳1.00.0599.1?10?13??(FeF3/Fe) =?(Fe/Fe) = 0.77 += 0.06 (V) lg113+?
所以此时Fe不能将I氧化成I2。
21.
?2+
3+
2+
(1) 负极:2HAc + 2e? H2 + 2Ac? 正极:Hg2Cl2 + 2e? 2Hg + 2Cl?
电池反应:Hg2Cl2 + H2 + 2Ac? 2HAc + 2Hg + 2Cl? (2) [HAc] = [NaAc] [H?][Ac?]= Ka,所以 [H+] = Ka
[HAc]E =?(Hg2Cl2/Hg) –?(H+/H2)
0.52 = 0.24 - (0 + 0.059 lg [H+]) = 0.24 - 0.059 lgKa Ka = 1.8 ? 10-5
22. 10 分 (1) lgK稳=
=
=
=
K稳 = 2.2 ? 1013
2- Ag+ + 2S2O3混合后浓度/mol·dm-3
1?(0.7991?0.010)= 13.35
0.0591? Ag(S2O3)32
0.15?500.30?100 0
150150 = 0.050 = 0.20
平衡浓度/mol·dm-3x 0.20-0.10+2x 0.050-x 0.050?x13+-13
= 2.2 ? 10x = [Ag] = 2.3 ? 10
x(0.10?2x)20.071?0.7991Ksp= 5 ? 10-13
0.05912- AgBr + 2S2O3(2) lgKsp(AgBr) =
?K = KspAgBr ?K稳(Ag(S2O3)32) = 11
??
Ag(S2O3)32 + Br
平衡浓度/mol·dm-3 (0.025-0.020)+2x 0.010-x 0.010-x
(0.010?x)2(0.005?2x)2可溶的AgBr > 0.0010 mol
= 11 x = -8.6 ? 10-4
24
所以在Na2S2O3浓度为0.025 mol·dm-3时,AgBr全部溶解。
? (3) Ag(S2O3)32 +
12Zn Ag +
=
122-Zn2+ + 2S2O3
0.010?(?0.763)zE?lgK =K = 1.2 ? 1013 ?0.05910.0591?3?Ag(S2O3)32全部被Zn还原,设平衡时x = [Ag(S2O3)2]
(0.0050?x/2)1/2(0.025?2x)2= 1.2 ? 1013
xx = 3.7 ? 10-18 mol·dm-3
3.7?10?18-14
所以残留率 = ? 100 % = 3.7 ? 10 %
0.010
23. 5 分
???(NO3/NO) = 0.96 V
??(S/CuS) =??(S/S2-) +
E? = (0.96 - 0.58) V
lgK =
24. 5 分
0.0590.05911lg= -0.48 +lg= 0.58 (V) ?36Ksp(CuS)221.3?106?(0.96?0.58)K = 4.4 ? 1038
0.059-32+-3-(1) Pb(s),PbSO4(s)│SO24(1.0 mol·dm)‖Pb(0.100 mol·dm)│Pb(s) 2+-电池反应:Pb +SO24= PbSO
4
E =?(+) –?(-) = (-0.126 + (0.0591/2)·lg0.100 - (-0.359) = 0.203 (V)
(2) lgK?= zE?/ 0.0591 = 2 ? [-0.126 - (-0.359)] / 0.0591 = 7.885 lgKsp = -lgK = -7.885
Ksp = 1.30 ? 10-8
四、问答题 ( 共 3题 ) 25. 5 分
还原半反应:O2(g) + 4H+(aq) + 4e????2H2O(l) Cu2+(aq) + 2e????Cu(s) 假定大气潮湿空气pH =7,则?(O2/H2O) = 0.82 V 差值E = 0.48 V,因而大气将铜氧化的反应是自发反应: 2Cu(s) + O2(g) + 4H+(aq)???2Cu2+(aq) + 2H2O(l)
铜包的屋顶事实上仍然经久耐用,这是因为其绿色表面是一种钝化层之故(在CO2和SO2存在条件下,会形成水合碳酸铜和硫酸铜;靠海地区铜绿中还含有Cl-离子)。
26. 10 分
??= 1.23 V ??= 0.34 V
25