题解(五)氧化还原反应与电化学80B20100427.ppt

1 第五章氧化还原反应与电化学习题解答 2 1 有一种含Cl Br I 的溶液 要使I 被氧化而Cl Br 不被氧化 则在以下常用的氧化剂中应选为最适宜 a KMnO4酸性溶液 b K2Cr2O7酸性溶液 c 氨水 d Fe2 SO4 3溶液 解 根据电极电势 1 填空题 MnO4 Mn2 1 507V Cl2 Cl 1 358V Cr2O72 Cr3 1 232V Br2 Br 1 066V Fe3 Fe2 0 771V I2 I 0 5355V 3 1 填空题 2 有下列原电池 Pt Fe2 1mol dm 3 Fe3 0 01mol dm 3 Fe2 1mol dm 3 Fe3 1mol dm 3 Pt 该原电池的负极反应为 正极反应为 4 1 填空题 解Ag 能还原成金属 Li Na K Zn2 Ca2 Ba2 不能还原成金属 3 电解含有下列金属离子的盐类水溶液 Li Na K Zn2 Ca2 Ba2 Ag 其中 能被还原成金属单质 不能被还原成金属单质 5 解 1 Zn Fe2 Zn2 Fe 2 根据下列原电池反应 分别写出各原电池中正 负电极的电极反应 需配平 6 3 Ni Sn4 Ni2 Sn2 7 解 1 Zn Fe2 Zn2 Fe Zn Zn2 c1 Fe2 c2 Fe 2 2I 2Fe3 I2 2Fe2 Pt I2 s I c1 Fe2 c2 Fe3 c3 Pt 3 Ni Sn4 Ni2 Sn2 Ni Ni2 c1 Sn2 c2 Sn4 c3 Pt 4 5Fe2 MnO4 8H 5Fe3 Mn2 4H2O Pt Fe2 c1 Fe3 c2 Mn2 c3 MnO4 c4 H c5 Pt 3 将上题各氧化还原反应组成原电池 分别用图示表示各原电池 8 解 合适的氧化剂为 1 KMnO4 H 2 HNO3 3 Cl2合适的还原剂为 4 Zn 2 Sn2 3 I 4 参见标准电极电势表 分别选择一种合适的氧化剂 能够氧化 1 Cl 成Cl 2 Pb成Pb2 3 Fe2 成Fe3 再分别选择一种合适的还原剂 能够还原 a Fe3 成Fe2 b Ag 成Ag c NO2 成NO 9 5 将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的溶液中并组成原电池 用图示表示 要注明浓度 1 c Sn2 0 0100mol dm 3 c Pb2 1 00mol dm 3 2 c Sn2 1 00mol dm 3 c Pb2 0 100mol dm 3 解 已知 1 当c Sn2 0 0100mol dm 3 c Pb2 1 00mol dm 3时 分别计算原电池的电动势 写出原电池的两电极反应和电池总反应式 10 原电池图示为 Sn Sn2 0 0100mol dm 3 Pb2 1 00mol dm 3 Pb 故以锡电极作原电池负极 铅电极作正极 11 原电池电动势 12 原电池图示为 Pb Pb2 0 100mol dm 3 Sn2 1 00mol dm 3 Sn 故以铅电极作负极 锡电极作原电池正极 2 当c Sn2 1 00mol dm 3 c Pb2 0 100mol dm 3时 13 原电池电动势 14 6 将下列反应组成原电池 温度为298 15K 1 计算原电池的标准电动势 2 计算反应的标准摩尔吉布斯函数变 解 1 已知 2I aq 2Fe3 aq I2 s 2Fe2 aq 3 用图式表示原电池 4 计算c I 1 0 10 2mol dm 3以及c Fe3 c Fe2 10时原电池的电动势 15 3 原电池图示为 Pt I2 I Fe3 Fe2 Pt 2 4 16 7 当pH 5 00 除H aq 离子外 其余有关物质均处于标准条件下时 下列反应能否自发进行 试通过计算说明之 解 将上述反应组成原电池 2MnO4 aq 16H aq 10Cl aq 5Cl2 g 2Mn2 aq 8H2O l MnO4 aq 8H aq 5eMn2 aq 4H2O l 2Cl aq Cl2 g 2e 当pH 5 00 其余有关物质均处于标准条件下时 负极 正极 17 即 E MnO4 Mn2 E Cl2 Cl 故反应不能自发进行 18 解 该原电池图示为 Ni Ni2 0 0100mol dm 3 H 1mol dm 3 H2 100kPa Pt 8 由镍电极和标准氢电极组成原电池 若c Ni2 0 0100mol dm 3时 原电池的电动势为0 315V 其中镍为负极 计算镍电极的标准电极电势 因为 所以 根据 得 19 1 Ag Fe2 Ag Fe3 9 判断下列氧化还原反应进行的方向 25 的标准状态下 1 解 根据25 的标准状态下 各电对的标准电极电势值作比较如下 反应正向进行 2 反应逆向进行 3 反应正向进行 20 10 计算下列反应的标准平衡常数和所组成的原电池的标准电动势 又当等体积的2mol dm 3Fe2 和2mol dm 3I 溶液混合后 会产生什么现象 解 21 两种溶液混合后 离子浓度均为1mol dm 3 根据计算 0 故反应正向进行 溶液由浅黄转为棕黄色 沉淀 或有紫色碘沉淀析出 22 11 由标准钴电极 Co2 Co 与标准氯电极组成原电池 测得其电动势为1 64V 此时钴电极为负极 已知 Cl2 Cl 1 36V 问 1 标准钴电极的电极电势为多少 不查表 2 此电池反应的方向如何 3 当氯气的压力增加或减小时 原电池的电动势将发生怎样的变化 4 当Co2 的浓度降低到0 010mol dm 3时 原电池电动势将如何变化 数值是多少 23 Cl2 Cl Co2 Co 1 64V1 64V 1 36V Co2 Co Co2 Co 0 28V 解 1 根据题意钴电极为负极 氯电极为正极 2 原电池反应为Co s Cl2 aq Co2 aq 2Cl aq 3 根据能斯特方程 当p Cl2 增大时 E Cl2 Cl 增大 原电池电动势增大 反之亦然 24 4 当c Co2 Co 0 010mol dm 3时 原电池的电动势增加了0 06V 25 解 原电池图示为 Cu Cu2 aq Fe3 aq Fe2 aq Pt Cu s 2Fe3 aq Cu2 aq 2Fe2 aq 12 用图式表示下列反应可能组成的原电池 并利用标准电极电势数据计算反应的标准平衡常数 26 13 分别写出铁在微酸性水膜中 与铁完全浸没在稀硫酸 1mol dm 3 中发生腐蚀的两极反应 1 微酸性 中性 溶液中为吸氧腐蚀 阳极 Fe s Fe2 aq 2e产生的电子经金属迁移表面其他部位 阴极 阴极 O2 g 2H2O l 4e4OH aq Fe2 被氧化Fe3 水合氧化铁Fe OH 3脱水铁锈Fe2O3 xH2O s 总反应式2Fe aq O2 g 2H2O l 2Fe OH 2 s 铁表面 27 2 酸性介质中 或钢铁酸洗时发生析氢腐蚀 阳极 Fe aq Fe2 aq 2e铁氧化失电子 Fe2 进入水膜 电子迁移到阴极区 阴极2H aq 2eH2 g 放出H2析出H2的腐蚀