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1、 第第 10 章章 电化学基础和氧化还原平衡电化学基础和氧化还原平衡 1 以 5 A 电流通过稀硫酸溶液 问经过多少时间才能在 27 和 101 3 kPa 下得到 1L 氢 气 解 n RT pV 300314 8 10103 101 35 4 06 10mol 2 t I nZF 605 9648521006 4 2 26 1 min 2 指出下列反应中 1 哪些离子或原子被氧化了 哪些被还原了 2 哪些物质是氧化剂 哪些是还原剂 2HgCl2 SnCl2 Hg2Cl2 SnCl4 5KNO2 2KMnO4 3H2SO4 5KNO3 2MnSO4 K2SO4 3H2O 解 2HgCl2 S
2、nCl2 Hg2Cl2 SnCl4 Hg 2 被还原 HgCl 2是氧化剂 Sn 2 被氧化 SnCl 2是还原剂 5KNO2 2KMnO4 3H2SO4 5KNO3 2MnSO4 K2SO4 3H2O NO 2被氧化 KNO2是还原剂 MnO 4被还原 KMnO4是氧化剂 3 用氧化值法配平下列方程式 1 Cu HNO3 稀 Cu NO3 2 NO H2O 2 PbO2 MnSO4 HNO3 Pb NO3 2 PbSO4 HMnO4 H2O 3 FeS2 O2 Fe3O4 SO2 4 As2S3 HNO3 H2O H3AsO4 H2SO4 NO 5 KMnO4 K2SO3 H2O MnO2
3、K2SO4 KOH 6 Na2S2O3 I2 Na2S4O6 NaI 7 NH4 2S2O8 FeSO4 Fe2 SO4 3 NH4 2SO4 解 1 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 2 5PbO2 2MnSO4 6HNO3 3Pb NO3 2 2PbSO4 2HMnO4 2H2O 3 3FeS2 8O2 Fe3O4 6SO2 4 3As2S3 28HNO3 4H2O 6H3AsO4 9H2SO4 28NO 5 2KMnO4 3K2SO3 H2O 2MnO2 3K2SO4 2KOH 6 2Na2S2O3 I2 Na2S4O6 2NaI 7 NH4 2S2O8 2F
4、eSO4 Fe2 SO4 3 NH4 2SO4 4 用离子 电子法配平下列方程式 必要时添加反应介质 1 KMnO4 K2SO3 H2SO4 K2SO4 MnSO4 H2O 2 NaBiO3 s MnSO4 HNO3 HMnO4 Bi NO3 3 Na2SO4 NaNO3 H2O 3 Zn NO 3 H Zn NH H 2 4 2O 4 Ag NO H Ag NO H 3 2O 5 Cl2 OH Cl ClO H 2O 6 Al NO 3 OH H 2O Al OH 4 NH3 解 1 2KMnO4 5K2SO3 3H2SO4 6K2SO4 2MnSO4 3H2O 2 5NaBiO3 s 2M
5、nSO4 16HNO3 2HMnO4 5Bi NO3 3 2Na2SO4 NaNO3 7H2O 3 4Zn NO 3 10H 4Zn NH 3H 2 4 2O 4 3Ag NO 4H 3Ag NO 2H 3 2O 5 Cl2 2OH Cl ClO H 2O 6 8Al 3NO 3 5OH 18H 2O 8 Al OH 4 3NH 3 5 对于下列氧化还原反应 1 指出哪个物质是氧化剂 哪个物质是还原剂 2 以这些反应组成原电池 并写出电池符号表示式 a Ag Cu s Cu Ag s 2 b Pb 2 Cu s S Pb s CuS s 2 c Pb s 2H 2Cl PbCl 2 s H2
6、g 解 a Ag Cu s Cu Ag s 2 Ag 是氧化剂 Cu s 是还原剂 原电池符号 Cu Cu Ag Ag 2 b Pb 2 Cu s S Pb s CuS s 2 Pb 2 是氧化剂 Cu s 是还原剂 原电池符号 Cu CuS S 2 Pb Pb 2 c Pb s 2H 2Cl PbCl 2 s H2 g H 是氧化剂 Pb s 是还原剂 原电池符号 Pb PbCl2 Cl H H 2 6 查出下列电对的电极反应的标准电势值 判断各组中哪种物质是最强的氧化剂 哪种物质是最强的还原剂 1 MnO 4 Mn Fe 3 Fe 2 Cr 2 2 2O Cr CrO Cr OH 2 7
7、3 2 4 3 3 Cu 2 Cu Fe Fe Fe Fe 3 2 2 解 1 MnO Mn Fe Fe 4 2 3 2 E MnO Mn 1 51 V 4 2 E Fe Fe 0 771 3 2 MnO 4 H 是最强的氧化剂 Fe 是最强的还原剂 2 2 Cr2O Cr 3 CrO Cr OH 2 7 2 4 3 E Cr2O Cr 3 1 23 V 2 7 E CrO Cr OH 2 4 3 0 13 V Cr2O H 是最强的氧化剂 Cr OH 2 7 3是最强的还原剂 3 Cu 2 Cu Fe Fe Fe Fe 3 2 2 E Cu Cu 0 342 V 2 E Fe Fe 0 77
8、1 V 3 2 E Fe Fe 0 447 V 2 Fe 3 是最强的氧化剂 Fe 是最强的还原剂 7 根据电对 Cu Cu Fe 3 Fe Fe Fe 的电极反应的标准电势值 指出下列各 2 2 2 组物质中哪些可以共存 哪些不能共存 并说明理由 1 Cu 2 Fe 2 Fe Fe 3 Cu Fe 4 Fe Cu 5 Fe Cu 2 3 2 3 2 解 E Cu Cu 0 342 V 2 E Fe 3 Fe 0 771 V 2 E Fe Fe 0 447 V 2 1 5 能共存 2 3 4 不能共存 8 求下列电极在 25 时的电极反应的电势 1 金属銅放在 0 50 mol L Cu离子溶
9、液中 1 2 2 在 1L 上述 1 的溶液中加入 0 50 mol 固体 Na2S 3 在 1L 上述 1 的溶液中加入固体 Na2S 使溶液中的 S 1 0 mol L 忽略加入固体引 起的溶液体积变化 21 解 1 电极反应为 Cu 2 Cu E Cu Cu 2 E Cu Cu 2 2 0592 0 lg Cu 2 0 342 2 0592 0 lg 0 5 0 333 V 2 E Cu Cu 2 E Cu Cu 2 2 0592 0 lg Cu 2 E Cu Cu 2 2 0592 0 lg CuS sp K 0 342 2 0592 0 lg 36 103 6 0 179 V 3 E
10、 Cu Cu 2 E Cu Cu 2 2 0592 0 lg Cu 2 E Cu Cu 2 2 0592 0 lg sp K CuS 0 342 2 0592 0 lg 6 3 10 36 0 700 V 9 求下列电极在 25 时的电极反应的电势 1 101 3 kPa 的 H2 g 通入 0 10 mol L 的 HCl 溶液中 1 2 在 1L 上述 1 的溶液中加入 0 1 mol 固体 NaOH 3 在 1L 上述 1 的溶液中加入 0 1 mol 固体 NaAc 忽略加入固体引起的溶液体积变化 解 1 电极反应 2H 2e H2 E H H 2 E H H 2 2 0592 0 l
11、g pp H 2 H 2 0 0595 V 2 E H H 2 E H H 2 2 0592 0 w K 0 414 V 3 E H H 2 E H H 2 2 0592 0 lg c a K HAc 0 17 V 10 指出下列原电池的正负极 写出电极反应和电池反应 并计算原电池的电动势 1 Cu Cu 1 mol L Zn 0 001 mol L Zn 21 21 2 Pb Pb 0 1 mol L S 0 1 mol L CuS Cu 21 21 3 Hg Hg2Cl2 Cl 0 1 mol L H 1 mol L H 1 1 2 100 kPa Pt 4 Zn Zn 0 1 mol L
12、 HAc 0 1 mol L H 211 2 100 kPa Pt 解 1 E Cu 2 Cu 0 342 V E Zn Zn 2 E Zn Zn 2 2 0592 0 lg Zn 2 0 762 2 0592 0 lg0 001 0 851 V Cu 为正极 Zn 为负极 正极 Cu 2e Cu 负极 Zn Zn 2e 2 2 电池反应 Cu Zn Cu Zn 2 2 E E E 0 342 0 851 1 193 V 2 E Pb Pb 2 E Pb Pb 2 2 0592 0 lg Pb 2 0 126 2 0592 0 lg 0 1 0 156 V E CuS Cu E Cu Cu 2
13、 2 0592 0 lg Cu 2 E Cu Cu 2 2 0592 0 lg S CuS 2 sp K 0 342 2 0592 0 lg 1 0 103 6 36 0 670 V Pb 为正极 Cu 为负极 正极 Pb 2e Pb 负极 Cu S CuS 2e 2 2 电池反应 Pb Cu S CuS Pb 2 2 E E E 0 156 0 670 0 514 V 3 E Hg2Cl2 Hg E Hg Hg 2 2 2 0592 0 lg Hg 2 2 E Hg 2 2 Hg 2 0592 0 lg 2 22sp Cl Cl Hg K 0 797 2 0592 0 lg 2 18 1 0
14、 1043 1 0 328 V E H H 2 0 V Hg2Cl2为正极 H2为负极 正极 Hg2Cl2 2e 2Hg 2Cl 负极 H2 2H 2e 电池反应 Hg2Cl2 H2 2Hg 2 Cl H E E E 0 328 0 0 328 V 4 E Zn Zn 2 E Zn Zn 2 2 0592 0 lg Zn 2 0 762 2 0592 0 lg0 1 0 792 V E HAc H2 E H H2 2 0592 0 lg H 2 E H H 2 0 0592 lg HAc cK 0 0592 lg 5 1075 11 0 0 17 V H2为正极 Zn 为负极 正极 2HAc
15、2e H2 2Ac 负极 Zn Zn 2e 2 电池反应 2HAc Zn H2 Zn 2Ac 2 E E E 0 17 0 792 0 62 V 11 已知电池 Zn Zn x mol L Ag 0 1 mol L Ag 的电动势 E 1 51 V 求 Zn离子的浓度 21 1 2 解 E E Ag Ag E Zn Zn 2 E Ag Ag E Zn Zn 2 2 0592 0 lg Zn Ag 2 2 0 799 0 762 2 0592 0 lg x 2 1 0 1 51 x 0 452 Zn 2 0 452 mol L 1 12 为测定 PbSO4的溶度积 设计了如下原电池 Pb PbS
16、O4 s SO 2 4 1 0 mol L Sn 1 0 mol L Sn 1 21 25 时测得该电池的电动势 E 0 22 V 试据此求 PbSO4的 sp K 解 E Sn Sn 0 1377 V 2 E PbSO4 Pb E Pb Pb 2 2 0592 0 lg Pb 2 E Pb Pb 2 2 0592 0 lg sp K PbSO4 电动势 E E Sn Sn 2 E PbSO4 Pb 0 22 0 1377 0 126 2 0592 0 lg sp K PbSO4 sp K PbSO4 1 53 10 8 13 若参加下列反应的各离子浓度均为 1 0 mol L 气体的压力为 p 1 100 kPa 试判 断各反应能否正向进行 1 Sn 2 Fe Fe Sn 3 2 4 2 Fe 2 Cu Cu Fe 2 3 3 MnO 4 H2O2 H Mn O 2 2 H2O 解 1 E Fe Fe 2 0 771 V 3 E Sn Sn 0 151 V 4 2 能按指定方向进行 2 E Fe Fe 0 771 V 3 2 E Cu Cu 0 342 V 2 不能按指定方向进行 3
