《普通化学》中国石油大学(华东)版作业题解(4章氧化还原反应与电化学)

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1、氧化还原反应与电化学 3.用离子-电子法配平下列半反应 (1)NO3- NO2-(酸性介质)(2) Br2 BrO3- (碱性介质)(3) H2O2 H2O(酸性介质)(4) H2O2 O2 (碱性介质)(5)CrO42- CrO2- (碱性介质)解：(1)NO3- +2H+2e- = NO2-+H2Ol (2) Br2+12OH- =2BrO3- +6H2O +10e- l (3) H2O2 +2H+2e- =2H2Ol (4) H2O2 +2OH- = O2 +2H2O +2e- l (5)CrO42- +2H2O+3e- = CrO2- +4OH- 14.用离子-电子法配平下列反应式：

2、解：(1) 5) Fe2+= Fe3+ +e+ 1) MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O得： 5Fe2+ +MnO4+8H+ = Mn2+ 5Fe3+ +4H2O (2) 2) Cr3+8OH= CrO42- +4H2O +3e+ 3) H2O2 +2e = 2OH得： 2Cr3+ + 3H2O2 +10OH-= 2CrO42- +8H2O (3) 5) H2O2 = O2+ 2H+ +2e + 2) MnO4-+8H+5e =Mn2+4H2O 得： 2MnO4 + 5 H2O2 +6 H+ = 2Mn2+ 5O2 +8H2O (4) 4) Mg= Mg2+ +2e+ 1) 2NO3-+

3、10H+8e =N2O+5H2O得： 2NO3 + 4Mg + 10H+ =N2O + 4Mg2+ +5H2O25. 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。(1) Pb+ 2Fe2+ = 2Fe3+ + Pb2+ (2) Ni + Sn4+ = Ni2+ + Sn2+ 解： (1) 负极：Pb= Pb2+ +2e-正极：Fe3+ +e- = Fe2+ 原电池符号： (-) Pb|Pb2+ (c1) | Fe3+(c2) , Fe2+ (c3) | Pt (+) (2) 负极：Ni= Ni2+ +2e-正极：Sn4+ +2e- = Sn2+ 原电池符号： (-) Ni | N

5、0.4402-0.0885 =-0.53V E= + - - = -0.26-(-0.53)=0.27V (2)Pb+ 2Ag+ = Pb2+ + 2Ag E = + - - = (Ag+/Ag)- (Pb2+/Pb) =0.7996-(-0.1263)=0.9255V57.将下列反应组成原电池 Sn2+ + 2Fe2+ = Sn4+ + 2Fe2+ (1)写出原电池符号。 (2)计算在298.15K标准态时原电池的电动势和反应的吉布斯函数变。 (3)若改变Sn2+浓度，使其c(Sn2+)=1.010-3moldm-3，则原电池的电动势为多少？ (4)该原电池在使用若干时间后，电池的电动势

6、和两极的电极电势如何变化？67.解：(1)原电池符号：(-) Pt| Sn2+(c1) , Sn4+(c2) | Fe2+ (c3) , Fe3+(c4) | Pt (+) (2) E=(Fe3+/ Fe2+ ) - (Sn4+ / Sn2+) =0.770-0.15=0.62VG=-nFE=-2964850.62=-119641 Jmol-1=-119.641 kJmol-1(3) (-)= (Fe3+/ Fe2+ )+(0.059/2)lg(1/1.0 10-3) =0.15+0.0885=0.238V E= (+)- (-)= 0.770-0.238=0.532V(4) 使用后： c(

7、Fe3+) ， c(Fe2+) ， (+) ； c(Sn2+) ， c(Sn4+) ， (-) ； E减小。使用若干时间后E减小直至E=0。78.下列电池反应中，当Cu2+浓度为何值时，该原电池的电动势为零？ Ni + Cu2+ (x moldm-3 )= Ni2+ (1.0 moldm-3 ) + Cu9.由镍电极和标准氢电极组成原电池。若c(Ni2+ )=0.01 moldm-3 时，原电池的电动势为0.288V，其中Ni为负极。试计算镍电极的标准电极电势。88.解: (+)= (Cu2+/Cu )+(0.059/2)lgc(Cu2+) =0.3402+(0.059/2)lgc(C

8、u2+) (-)= (Ni2+/Ni)=-0.23V 由E= (+)- (-)=0得： (+)= (-)，即 0.3402+(0.059/2)lgc(Cu2+) =-0.23 c(Cu2+) =4.69 10-20 moldm-3 9.解: E= (+)- (-)=(H+/ H2 ) - (Ni2+ / Ni) =(Ni2+ / Ni) = (Ni2+ / Ni)-(0.059/2)lg0.01 =0.288 (Ni2+/Ni)= 0.229V910.由两个氢电极H2(1.01325105Pa)|H+ (0.1 moldm-3 ) 和 H2(1.01325105Pa)|H+ (x moldm-

9、3 ) 组成原电池，测得该原电池的电动势为0.016V。若电极H2(1.01325105Pa)|H+ (x moldm-3 ) 作为该原电池的正极，问组成该电极的H+浓度为多少？11.今有一种含有Cl-、Br-、I-三种离子的混合溶液，欲使 I-氧化为I2而又不使Br-、Cl-氧化，在常用的氧化剂 Fe2(SO4)3和KMnO4中，选用哪一种能符合上述要求？1010.解: E= (+)- (-) =(0.059/2)lgx2/1 - (0.059/2)lg0.12/1 =0.059(lgx + 1) =0.016 lgx=-0.729 即:x=0.19 moldm-3 11.解: 已知：(

10、I2/I-)=+0.535V (Br2/Br-)=+1.065V (Cl2/Cl-)=+1.3583V (Fe3+/Fe )=+0.770V (MnO4-/ Mn2+ )=+1.491V即:(I2/I-)0 即Fe3+为氧化剂， Cu为还原剂所以反应正向进行。(Cu+2Fe3+ Cu2+2Fe2+)17(3) (Sn4+/ Sn2+ )=+0.15V (Fe3+/ Fe2+)=+0.770V E= (Sn4+/ Sn2+) - (Fe3+/ Fe2+) = 0.15 - 0.770 =-0.62V0 反应不能自发进行。2017.解: (1) + = (Cl2 / Cl-)=+1.3583V

11、= (Cu2+/Cu)=+0.337VG=-nFE=-196485(1.3583- 0.337) 10-3=-98.54 kJmol-10 反应不能自发进行。2118. 在298.15K时，由Co|Co2+(1moldm-3) 和 Cl2 (101325Pa) |Cl- (1moldm-3)组成原电池，测得其电动势为1.63V，此时钴电极为负极。现已知氯电极的标准电极电势为1.36V，问：(1)此电池反应的方向如何？(2)钴电极的标准电极电势为多少？(3)当氯气的压力增大或减小时，原电池的电动势将如何变化？(4)当Co2+浓度降低时，原电池的电动势将如何变化？2218.解: (1)Co

12、+Cl2(g)=Co2+2Cl (2) E= + - = (Cl2 /Cl) - (Co2+ / Co ) (Co2+/Co)= (Cl2 /Cl) - E =1.36-1.63=-0.27V(3) Cl2+2e = 2Cl (+)= (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。2319.从标准电极电势值分析下列

13、反应向哪一方向进行？ MnO2+2Cl-+4H+Mn2+Cl2+2H2O实验室是根据什么原理，采取什么措施，使之产生Cl2 气的？2419. (MnO2/ Mn2+ )=+1.208V (Cl2/Cl-)=+1.3583V (MnO2/ Mn2+ ) (Cl2 /Cl-) ，这时反应正向进行，生成 Cl2气。25判断歧化反应能否发生的一般规则：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： A 左 B 右 C(1) 若右左，B既是值大的电对的氧化态，可作氧化剂；又是值小的电对的还原态，又可作还原剂，所以B能够自发发生歧化反应： B+BA+C(2) 若右0 l 歧化反应可以进行。 l 即：3 MnO42 +4H+=2MnO4 + MnO2+2H2O2721.用反应式表示下列物质的主要电解产物。 (1)电解NiS

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