普通化学答案

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1、氧化还原反应与电化学氧化还原反应与电化学 作业：作业：123页：页：4、5、7、8、9、10、11、12；123页：页：14、16、17、18、19、21。l3.用离子用离子-电子法配平下列半反应电子法配平下列半反应l (1)NO3- NO2-(酸性介质酸性介质)l(2) Br2 BrO3- (碱性介质碱性介质)l(3) H2O2 H2O(酸性介质酸性介质)l(4) H2O2 O2 (碱性介质碱性介质)l(5)CrO42- CrO2- (碱性介质碱性介质)解：解：(1)NO3- +2H+2e- = NO2-+H2Ol (2) Br2+12OH- =2BrO3- +6H2O +10e- l (3

2、) H2O2 +2H+2e- =2H2Ol (4) H2O2 +2OH- = O2 +2H2O +2e- l (5)CrO42- +2H2O+3e- = CrO2- +4OH- 4.用离子用离子-电子法配平下列反应式：电子法配平下列反应式：解：解：(1) 5) Fe2+= Fe3+ +e- + 1) MnO4-+8H+5e- =Mn2+4H2O得：得： 5Fe2+ +MnO4-+8H+ = Mn2+ 5Fe3+ +4H2O(2) 2) Cr3+8OH-= CrO42- +4H2O +3e- + 3) H2O2 +2e- = 2OH-得：得： 2Cr3+ + 3H2O2 +10OH-= 2CrO

3、42- +8H2O(3)5) H2O2 = O2+ 2H+ +2e- + 2) MnO4-+8H+5e- =Mn2+4H2O得：得： 2MnO4- + 5 H2O2 +6 H+ = 2Mn2+ 5O2 +8H2O(4) 4) Mg= Mg2+ +2e- + 1) 2NO3-+10H+8e- =N2O+5H2O得：得： 2NO3-+ 4Mg + 10H+ =N2O + 4Mg2+ +5H2O5.将下列氧化还原反应组成原电池，写出原电池符将下列氧化还原反应组成原电池，写出原电池符号和两极反应。号和两极反应。 (1) Pb+ 2Fe2+ = 2Fe3+ + Pb2+ (2) Ni + Sn4+ =

4、Ni2+ + Sn2+ 解：解： (1) 负极：负极：Pb= Pb2+ +2e- 正极：正极：Fe3+ +e- = Fe2+ 原电池符号：原电池符号： (-) Pb|Pb2+ | Fe3+, Fe2+ | Pt (+) (2) 负极：负极：Ni= Ni2+ +2e- 正极：正极：Sn4+ +2e- = Sn2+ 原电池符号：原电池符号： (-) Ni | Ni2+ | Sn2+, Sn4+| Pt (+)l6. 写出下列各电池的化学反应式，并计算写出下列各电池的化学反应式，并计算298.15K时电池时电池的电动势。的电动势。l(1)(-) Fe|Fe2+ (0.001moldm-3) | Ni

5、2+ (0.1moldm-3) | Ni (+) l(2)(-) Pb|Pb2+ (1moldm-3) | Ag+ (1moldm-3) | Ag (+) l6.解：解： 负极：负极：Fe= Fe2+ +2e- 正极：正极：Ni2+ + 2e- = Ni l (1) Fe+ Ni2+ = Fe2+ + Nil += (Ni2+/Ni)+(0.059/2)lg0.1l =-0.23-0.0295=-0.26Vl -= (Fe2+/ Fe)+(0.059/2)lg0.001l =-0.4402-0.0885l =-0.53Vl E= + - - = -0.26-(-0.53)=0.27Vl (2)

6、Pb+ 2Ag+ = Pb2+ + 2Agl E = + - - = (Ag+/Ag)- (Pb2+/Pb)l =0.7996-(-0.1263)=0.9259Vl7.将下列反应组成原电池将下列反应组成原电池l Sn2+ + 2Fe2+ = Sn4+ + 2Fe2+ l (1)写出原电池符号。写出原电池符号。l (2)计算在计算在298.15K标准态时原电池的电动势和反应的标准态时原电池的电动势和反应的吉布斯函数变。吉布斯函数变。l (3)若改变若改变Sn2+浓度，使其浓度，使其c(Sn2+)=1.010-3moldm-3，则原电池的电动势为多少？则原电池的电动势为多少？l (4)该原电池在使

7、用若干时间后，电池的电动势和两极该原电池在使用若干时间后，电池的电动势和两极的电极电势如何变化？的电极电势如何变化？7.解：解：(1)原电池符号：原电池符号： (-) Pt| Sn2+, Sn4+| Fe2+, Fe3+| Pt (+)(2) E = (Fe3+/ Fe2+ ) - (Sn4+ / Sn2+) =0.770-0.15=0.62V G =-nFE =-2964850.62 =-119641 Jmol-1=-119.641 kJmol-1l(3) (-)= (Sn4+ / Sn2+) +(0.059/2)lg(1/1.0 10-3)l =0.15+0.0885=0.238Vl E=

8、 (+)- (-)= 0.770-0.238=0.532Vl(4)使用后：使用后： c(Fe3+) ， c(Fe2+) ， (+) ；l c(Sn2+) ， c(Sn4+) ， (-) ；l E减小。减小。l 使用若干时间后使用若干时间后E减小直至减小直至E=0。l8.下列电池反应中，当下列电池反应中，当Cu2+浓度为何值时，该原电池的浓度为何值时，该原电池的电动势为零？电动势为零？l Ni + Cu2+ (x moldm-3 )= Ni2+ (1.0 moldm-3 ) + Cul9. .由镍电极和标准氢电极组成原电池。由镍电极和标准氢电极组成原电池。l 若若c(Ni2+ )=0.01 mo

9、ldm-3 时，原电池的电动势为时，原电池的电动势为0.288V，其中其中Ni为负极。试计算镍电极的标准电极电势。为负极。试计算镍电极的标准电极电势。l8.解解: (+)= (Cu2+/Cu )+(0.059/2)lgc(Cu2+)l =0.3402+(0.059/2)lgc(Cu2+)l (-)= (Ni2+/Ni)=-0.23Vl 由由E= (+)- (-)=0得：得： (+)= (-)，即即l 0.3402+(0.059/2)lgc(Cu2+) =-0.23l c(Cu2+) =4.69 10-20l9.解解: E= (+)- (-)= (H+/ H2 ) - (Ni2+ / Ni) l

10、 =- (Ni2+ / Ni) l =- (Ni2+ / Ni)-(0.059/2)lg0.01l =0.288l (Ni2+/Ni)=-0.23Vl10.由两个氢电极由两个氢电极H2(1.01325105Pa)|H+ (0.1 moldm-3 ) 和和H2(1.01325105Pa)|H+ (x moldm-3 ) 组成原电池，组成原电池，测得该原电池的电动势为测得该原电池的电动势为0.016V。若电极若电极H2(1.01325105Pa)|H+ (x moldm-3 ) 作为该原电池的作为该原电池的正极，问组成该电极的正极，问组成该电极的H+浓度为多少？浓度为多少？l11.今有一种含有今有

11、一种含有Cl-、Br-、I-三种离子的混合溶液，欲三种离子的混合溶液，欲使使I-氧化为氧化为I2而又不使而又不使Br-、Cl-氧化，在常用的氧化剂氧化，在常用的氧化剂Fe2(SO4)3和和KMnO4中，选用哪一种能符合上述要求？中，选用哪一种能符合上述要求？l10.解解: 负极：负极： H2 = 2H+ + 2e- 正极：正极：2H+ + 2e- = H2l E= (+)- (-)l =(0.059/2)lgx2/1 - (0.059/2)lg0.12/1 l =0.059(lgx + 1)l =0.016 Vl lgx=-0.729l 即即: :x=0.19 moldm-3 l11.解解:

12、已知：已知： (I2/I-)=+0.535Vl (Br2/Br-)=+1.065Vl (Cl2/Cl-)=+1.3583Vl (Fe3+/Fe )=+0.770Vl (MnO4-/ Mn2+ )=+1.491Vl即即: (I2/I-) (Fe3+/Fe ) (Br2/Br-)l (Cl2/Cl-) (MnO4-/ Mn2+ )l选择选择Fe2(SO4)3合适。合适。l12.通过实验得到如下现象通过实验得到如下现象l (1)在水溶液中，在水溶液中，KI能与能与FeCl3反应生成反应生成I2和和FeCl2，而而KBr则不能与则不能与FeCl3反应；反应；l (2)溴水能与溴水能与FeSO4溶液作用

13、生成溶液作用生成Fe3+ 和和Br-离子，而离子，而碘则不能与碘则不能与FeSO4反应。反应。 根据以上现象定性地推断根据以上现象定性地推断Br2/Br- 、 I2/I-和和Fe3+/Fe三电对电极电势的大小。三电对电极电势的大小。l解解: (I2/I-) (Fe3+/Fe ) (Br2/Br-)l13.求反应求反应Sn + Pb2+ (1 moldm-3 )= Pb+Sn2+ (1moldm-3 )在在298.15K时的平衡常数，并写出原电池符号。时的平衡常数，并写出原电池符号。 l13.解：解：原电池符号：原电池符号：l (-) Sn|Sn2+ (1moldm-3) | Pb2+ (1mo

14、ldm-3) | Pb (+) l += (Pb2+/Pb)=-0.1263Vl -= (Sn2+/Sn)=-0.1364Vl E = + - - =-0.1263-(-0.1364)l = 0.0101V20. 2342. 0059. 00101. 02059. 0lg KnEKl14.已知原电池：已知原电池：l(-) Pb|Pb2+(0.01moldm-3) | Ag+ (1moldm-3) |Ag (+)l(1)求求298.15K时原电池的电动势。时原电池的电动势。l(2)写出电池反应并计算反应的写出电池反应并计算反应的G 值。值。l(3)分别从分别从 E 值和值和G 值计算反应的平衡常

15、数。值计算反应的平衡常数。解解: 负极：负极：Pb= Pb2+ +2e- 正极：正极：Ag+ +e- = Ag l(1) (+)= (Ag+/Ag )=+0.7996Vl (-)= (Pb2+/Pb )+(0.059/2)lg0.01l =-0.1263-0.059=-0.1853Vl E= (+)- (-)= 0.7996-(-0.1853)=0.9849V(2)电池反应：电池反应：Pb+2Ag+=Pb2+2AgG =-nFE =-2964850.7996-(-0.1263) 10-3 =-178.67 kJmol-1(3) 方法方法: lgK = -G / 2.303RT = -178.6

16、7 103 /2.303 8.314 298.15 解得解得:K =1.98 1031方法方法: lgK =nE /0.059=2 0.7996-(-0.1263)/0.059 =31.39 解得解得:K =2.43 1031l(3) (Sn4+/ Sn2+ )=+0.15Vl (Fe3+/ Fe2+)=+0.770l E = (Sn4+/ Sn2+ ) - (Fe3+/ Fe2+) l = 0.15 - 0.770 =-0.62V0l 即即Fe3+为氧化剂，为氧化剂， Cu为还原剂为还原剂l 所以反应正向进行。所以反应正向进行。(Cu+2Fe3+ Cu2+2Fe2+)l(2) (Fe3+/

17、Fe2+)=+0.770l (Cr2O72-/ Cr3+ )=+1.33V E = (Fe3+/ Fe2+) - (Cr2O72-/ Cr3+ ) =0.770- 1.33=-0.56V0l 即即Cr2O72-为氧化剂，为氧化剂， Fe2+为还原剂为还原剂l 所以反应逆向进行。所以反应逆向进行。l即：即：6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O Cr2O72-+ 6Fe2+14H+l17.试求下列电池反应在试求下列电池反应在298.15K时的时的G值。说明反应值。说明反应是否能从左至右自发进行。是否能从左至右自发进行。(1)1/2Cu+1/2Cl2(101325 Pa)=1/2Cu2+ (1mol

18、dm-3)+Cl-(1moldm-3)(2)Cu+2H+ (0.01moldm-3)=Cu2+(0.1moldm-3)+H2(0.9101325 Pa)l17.解解: (1) (+)= (Cl2 / Cl-)=+1.3583Vl (-)= (Cu2+/Cu )=+0.3402V G=-nFE=-196485(1.3583- 0.3402) 10-3 =-98.23 kJmol-10 反应不能自发进行。反应不能自发进行。l18. 在在298.15K时，由时，由Co|Co2+(1moldm-3) 和和 Cl2 (101325Pa) |Cl- (1moldm-3)组成原电池，测组成原电池，测得其电动

19、势为得其电动势为1.63V，此时钴电极为负极。现此时钴电极为负极。现已知氯电极的标准电极电势为已知氯电极的标准电极电势为1.36V，问：问：l(1)此电池反应的方向如何？此电池反应的方向如何？l(2)钴电极的标准电极电势为多少？钴电极的标准电极电势为多少？l(3)当当氯气的压力增大或减小时，原电池的电动氯气的压力增大或减小时，原电池的电动势将如何变化？势将如何变化？l(4)当当Co2+浓度降低时，原电池的电动势将如何浓度降低时，原电池的电动势将如何变化？变化？l18.解解: (1)Co+Cl2(g)=Co2+2Cl-l (2) E = (+) - (- )l = (Cl2 /Cl-) - (C

20、o2+ / Co )l (Co2+/Co)= (Cl2 /Cl-) - E l =1.36-1.63=-0.27V(3) Cl2+2e- = 2Cl-l (+)= (Cl2 /Cl-)+(0.059/2)lg p(Cl2)/p /c2(Cl-)/c p(Cl2) ， (Cl2 /Cl-) ， (+) ，E ； p(Cl2) ， (Cl2 /Cl-) ， (+) , E 。(4) (-)= (Co2+ /Co)= (Co2+/Co)+(0.059/2)lgc(Co2+) c(Co2+) , (-) , E 。l19.从标准电极电势值分析下列反应向哪一方向进行？从标准电极电势值分析下列反应向哪一方

21、向进行？l MnO2+2Cl-+4H+Mn2+Cl2+2H2Ol实验室是根据什实验室是根据什么么原理，采取什原理，采取什么措施，使之产生么措施，使之产生Cl2气的？气的？l19. (MnO2/ Mn2+ )=+1.208Vl (Cl2/Cl-)=+1.3583Vl (MnO2/ Mn2+ ) (Cl2 /Cl-) ，l这时反应正向进行，生成这时反应正向进行，生成 Cl2气。气。l判断歧化反应能否发生的一般规则：判断歧化反应能否发生的一般规则：l 按元素的氧化数由高到低的顺序把各物种的化学式按元素的氧化数由高到低的顺序把各物种的化学式从左到右写出来：从左到右写出来：l A 左左 B 右右 Cl(

22、1) 若若 右右 左左 ，B既是既是 值大的电对的氧化态，可值大的电对的氧化态，可作氧化剂；又是作氧化剂；又是 值小的电对的还原态，又可作还原剂，值小的电对的还原态，又可作还原剂，所以所以B能够自发发生歧化反应：能够自发发生歧化反应：l B+BA+Cl(2) 若若 右右 0 l 歧化反应可以进行。歧化反应可以进行。 l 即：即：3 MnO42-+4H+=2MnO4-+ MnO2+2H2Ol21.用反应式表示下列物质的主要电解产物。用反应式表示下列物质的主要电解产物。l (1)电解电解NiSO4溶液，阳极用镍，阴极用铁。溶液，阳极用镍，阴极用铁。 l (2) 电解熔融电解熔融MgCl2 ，阳极用石墨，阴极用铁。，阳极用石墨，阴极用铁。l (3)电解电解KOH溶液，两极都用铂。溶液，两极都用铂。l21.解解: (1)阳极：阳极：Ni=Ni2+2e-l 阴极：阴极：2H+2e- =H2 l (2)阳极：阳极：2Cl-=Cl2+2e-l 阴极：阴极：Mg2+2e- =Mgl (3)阳极：阳极：4OH-=O2+2H2O+4e-l 阴极：阴极：2H+2e- =H2