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1、第五章 氧化还原反应 作 业 参 考 答 案 【第2题(P120)】用氧化数法或离子电子法配平下列方 程式： (2) K2Cr2O7+H2S+H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O (7) MnO4-+H2O2+H+Mn2+O2+H2O 【解法一：氧化数法】 标出被氧化和被还原的元素原子的氧化数 确定氧化数增加或减少的数值（可采用“线桥” 来表示） 乘以相应系数，使增、减氧化数相等 (2) K2Cr2O7+H2S+H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O Cr2(SO4)3+3 K2Cr2O7+ +6+3-20 H2S+H2SO4K2SO4 +S 氧化数降低 32 氧
2、化数升高 2 3 3 K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O +H2O 配平反应前后氧化数未发生变化的原子数 。 (7) MnO4- + H2O2 + H+ Mn2+ + O2 + H2O Mn2+ + 5 MnO4- + +7+2-10 H2O2+ H+ O2 氧化数降低 5 氧化数升高 12 5 5 + H2O 2 22 标出被氧化和被还原的元素原子的氧化数 确定氧化数增加或减少的数值（可采用“线桥” 来表示） 乘以相应系数，使增、减氧化数相等 配平反应前后氧化数未发生变化的原子数 。 2MnO4- + 5H2O2 + 2Mn2+ + 5O26
3、H+ 8H2O 【解法二：离子电子法】 (2) K2Cr2O7+H2S+H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O 将反应物和产物以离子形式写出: Cr2O72- + H2S + H+ Cr3+ + S + H2O 将氧化还原反应分为两个半反应，一个发生氧 化反应，另一个发生还原反应： H2S S Cr2O72- + H+ Cr3+ + H2O 分别配平两个半反应： H2S - 2e- S + 2H+ Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O 确定两个半反应得、失电子数的最小公倍数，将 两个半反应分别乘以相应系数，使其得、失电子数 相等，再将两个半反应合并为
4、一个配平的氧化还原 反应的离子方程式，最后改写成化学方程式。 Cr2O72- + 3H2S + 8H+ = 2Cr3+ + 3S + 7H2O 3H2S - 6e- 3S + 6H+ (2e-3=6e-) Cr2O72-+14H+6e-2Cr3+7H2O (6e-1=6e-) +) K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O (7) MnO4- + H2O2 + H+ Mn2+ + O2 + H2O 将氧化还原反应分为两个半反应，一个发生氧 化反应，另一个发生还原反应： H2O2 O2 MnO4- + H+ Mn2+ + H2O 分别配平两个半反应：
5、 H2O2 - 2e- O2 + 2H+ MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O 确定两个半反应的得、失电子数相等，再将两个 半反应合并即可。 5H2O2 -10e-5O2+10H+ (2e-5=10e-) 2MnO4-+16H+10e-2Mn2+8H2O (5e-2=10e-) +) 2MnO4-+5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2+8H2O 【第14题(P121)】对照电极电势表： (1) 选择一种合适的氧化剂，它能使Sn2+变成Sn4+ ，Fe2+变成Fe3+，但不能使Cl-变成Cl2 。 (2) 选择一种合适的还原剂，它能使Cu2+变成Cu， Ag+
6、变成Ag，但不能使Fe2+变成Fe 。 【解】查表得P459附录十四得各电对的电极电势： 电极电对Sn4+/Sn2+Fe3+/Fe2+Cl2/Cl- 电极电势/V0.1540.771 1.36 电极电对Cu2+/CuAg+/AgFe2+/Fe 电极电势/V0.3370.799-0.440 (1) 所选择的氧化剂，其相应的电极电势必须大于 Sn4+/Sn2+= 0.154V和Fe3+/Fe2+ = 0.771V ，但必 须小于Cl2/Cl- = 1.36V 。根据P459附录十四可 查得：NO3-/NO2 = 0.80V ，NO3-/HNO2 = 0.94V ，NO3-/NO = 0.96V ，
7、 HNO2 / NO= 1.00V ， Br2/Br-= 1.07V，ClO4-/ClO3 = 1.19V ， O2/H2O = 1.229V，MnO2/Mn2+ = 1.23V ，等。 可见，HNO3、HNO2、Br2、HClO4、O2和 MnO2等均能使Sn2+变成Sn4+，Fe2+变成Fe3+， 但不能使Cl-变成Cl2 。 (2) 所选择的还原剂，其相应的电极电势必须小于 Cu2+/Cu = 0.337V和Ag+/Ag = 0.799V ，但必须 大于Fe2+/Fe = -0.440V 。根据P459附录十四可 查得： SO42-/H2SO3= 0.17V ， Sn4+/Sn2+= 0
8、.154V ，S/H2S = 0.141V，H+/H2= 0.0000V ， 等。可见，H2SO3、Sn2+、H2S和H2等均能使 Cu2+变成Cu，Ag+变成Ag，但不能使Fe2+变成 Fe 。 【第16题(P121)】利用电极电势表，计算下列反应在 298K时的rG ： (1) Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2， (2) I2 + Sn2+ = 2I- + Sn4+ (3) MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2 + 2H2O 【解】查P459附录十四得各电对的电极电势： 电极电对Sn4+/Sn2+Br2/Br-Cl2/Cl- 电极电势/V0.1541.
9、07 1.36 电极电对I2/I-MnO2/Mn2+ 电极电势/V0.53451.23 (1) Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 正极反应：Cl2 + 2e- = 2Cl- 负极反应： 2Br- - 2e- = Br2 则原电池的电动势：E = Cl2/Cl- Br2/Br- = 1.36- 1.07 = 0.29V rG = - zFE = -296500Cmol-10.29V = -55970J mol-1 = -55.97 kJ mol-1 左= 0.682V，所以H2O2会发生岐化 反应：2H2O2 O2 + 2H2O。也就是说， H2O2溶 液不稳定，易分解成O2和2H
10、2O 。 (4) 分别用NaNO3溶液和稀H2SO4溶液均不能把Fe2+ 氧化，但两者混合后就可将Fe2+氧化。 【解释】各标准电极电势如下： SO42-+4H+2e- H2SO3+H2O SO42-/H2SO3= 0.17V Fe3+ + e- Fe2+ Fe3+ /Fe2+ = 0.771V NO3-+4H+3e- NO+2H2O NO3-/NO= 0.96V 由此可见，H2SO4与Fe2+之间并不符合对角 线关系，且二者的电极电势相差较大，因此，稀 H2SO4溶液不能把Fe2+氧化。 此外， NO3-/NO= 0.96V Fe3+ /Fe2+ = 0.771V ，即HNO3与Fe2+之间符合对角线关系。虽然如此， 在中性条件下NO3-/NO= 0.407 V 左的氧化态有：ClO3、ClO2-、ClO- 和Cl2 ，它 们均能发生歧化反应。 (2)
