04第四章 氧化还原反应.doc

第四章 氧化还原反应思考题1. 分别将元素Mn、N在下列两组物质中的氧化数按高到低顺序排列。(1) KMnO4, MnO2, K2MnO4, MnSO4, MnO(OH)(2) N2, N2O5, N2O, N2O3, NO2, NO, NH32. 分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数CH3Cl, CH4, CHCl3, CH2Cl2, CCl43. 指出下列各物质中各元素的氧化数。 Ca2+, F-, NH4+, H3O+, H2O2, Na2O2(), KO2, CH3OH, Cr2O72-, KCr(SO4)212H2O4. 判断下列氧化还原反应方程式书写是否正确，并把错误予以改正。(1) 3Ag2S + 8HNO3 6AgNO3 + 3S+ 2NO+ 4H2O(2) 4MnO4- + 4H+ 4MnO2 + 2O2+ 2H2O(3) NO2- + 2H+ + 2I- NO + I2 + H2O(4) K2Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + 2K+(5) FeS + 4HNO3 Fe(NO3)3 + S+ NO + 2H2O(6) Fe2+ + NO3- + 4H+ Fe3+ + NO+ 2H2O5. 指出下列各原电池符号的表示式是否正确，并把错误的予以改正。(1) 氧化还原反应：Fe(s) + Ag+(aq) Fe2+(aq) + Ag(s) 原电池符号： (-)AgAg+Fe2+Fe(+)(2) 氧化还原反应： Fe3+(aq) + 2I-(aq) Fe2+(aq) + I2(s)原电池符号： (-)Pt,I2(s)I-(c1)Fe2+(c2)Fe3+(c3) (+)(3) 氧化还原反应：2Fe2+(0.010molL-1) + Cl2(100kPa)=2Fe3+(0.10molL-1) + 2Cl-(2.0molL-1)原电池符号：(-)PtFe2+(molL-1),Fe3+(0.10molL-1)Cl2(100kPa)Cl-(2.0molL-1),Pt(+)6. 氧化还原电对当氧化型或还原型物质发生下列变化时，电极电势将发生怎样的变化? (1) 氧化型物质生成沉淀；(2) 还原型物质生成弱酸。7. 填写下列空白：(1) 下列氧化剂：KClO4，Br2， FeCl3，KMnO4，H2O2当其溶液中H+浓度增大时， 氧化能力增强的是_，不变的是_。(2) 下列电对中， E值最小的是_。H+/H2，H2O/H2，OH/H2，HF/H2， HCN/H2，H+/H2。8.下列电对中若浓度增大，哪种电对的电极电势增大、不变或变小？Cl2/Cl-，Cr2O72-/Cr3+，Fe(OH)3/ Fe(OH)29.下列说法是否正确?(1) 由于E(Fe2+/Fe)=-0.440V， E(Fe3+/Fe2+)=0.771V，故Fe3+与Fe2+能发生氧化还原反应；(2) 因为电极反应 Ni2+ + 2e- = Ni 的=-0.25V，故2Ni2+ + 4e-=2Ni的2；(3) 在氧化还原反应中，若两个电对的E值相差越大，则反应进行得越快；10. 试用标准电极电势值判断下列每组物质能否共存? 并说明理由。(1) Fe3+和Sn2+；(2) Fe3+和Cu；(3) Fe3+和Fe；(4) Fe2+和Cr2O72- (酸性介质)；(5) Fe2+和MnO4-(酸性介质)；(6) Cl-、Br-和I-；(7) Fe2+和Sn4+；(8) I2 和Sn2+11. 回答下列问题：(1) 化学反应的rHm、 rSm、rGm和电池电动势E 及电极电势E 值的大小， 哪些与化学反应方程式的写法无关?(2) 为何H2S水溶液不能长期保存?(3) 能否用铁制容器盛放CuSO4溶液?(4) 配制SnCl2溶液时,为防止Sn2+被空气中氧所氧化，通常在溶液中加入少许Sn粒，为什么?(5) 铁溶于过量盐酸或稀硝酸，其氧化产物有何不同?(6) 为何金属Ag不能从稀H2SO4或HCl中置换出H2气，却能从氢碘酸中置换出H2?12. 化学试剂厂制备FeCl26H2O，首先用盐酸与铁作用制取FeCl2溶液，然后考虑到原料来源、成本、反应速率、产品纯度、设备安全条件等因素，选择把Fe2+氧化成Fe3+的氧化剂，现有双氧水、氯气、硝酸三种候选氧化剂，请问采用哪种为宜?（提示：成本：Cl2 HNO3 H2O2 Cl2）13. 根据下列元素电势图： Cu2+ 0.159 Cu+ 0.520 CuAg2+ 1.980 Ag+ 0.7991 AgFe3+ 0.771 Fe2+ 0.44 FeAu3+ 1.36 Au+ 1.83 Au试问：(1) Cu+、Ag+、Fe2+、Au+等离子哪些能发生歧化反应？(2) 在空气中(注意氧气的存在)，上述四种元素各自最稳定的是哪种离子?习 题1. 指出下列各物质中硫的氧化数：H2S，S，SCl2，SO2，Na2S2O6，Na2S2O82. 用氧化数法配平下列各氧化还原方程式：(1) Cu + HNO3(稀) Cu(NO3)2 + NO(2) Zn + H2SO4(浓稀) ZnSO4 + H2S(3) KClO3 + FeSO4 + H2SO4KCl + Fe2(SO4)3(4) Cu2S + HNO3 Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO3. 用离子电子法配平下列反应方程式：(1) I- + H2O2 + H+ I2 + H2O(2) Cr2O72- + H2S + H+ Cr3+ + S(3) ClO3- + Fe2+ + H+ Cl- + Fe3+(4) Cl2 + OH- Cl- + ClO-(5) Zn + ClO- + OH- Zn(OH)42- + Cl-(6) MnO4- + SO32- + OH- MnO42- + SO42-4. 将下列氧化还原反应设计成原电池，并写出原电池符号：(1) Cl2(g) + 2I- I2 + 2Cl-(2) MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O(3) Zn + CdSO4 ZnSO4 + Cd5. 下列物质在一定条件下均可作为氧化剂KMnO4， K2Cr2O7，FeCl3，H2O2，I2，Br2，Cl2，F2，PbO2。试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据，把上述物质按其氧化能力递增顺序重新排列，并写出它们对应的还原产物。6. 下列物质在一定条件下均可作为还原剂SnCl2，FeCl2，KI，Zn，H2，Mg，Al，H2S。试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据，把上述物质按其还原能力递增顺序重新排列，并写出它们对应的氧化产物。7. 根据给定条件判断下列反应自发进行的方向。 (1) 标准态下根据E值 2Br- + 2Fe3+ Br2 + 2Fe2+ (2) 实验测知Cu-Ag原电池E值为0.48V。(-)CuCu2+(0.052molL-1)Ag+(0.50molL-1)Ag(+)Cu2+ + 2Ag Cu + 2Ag+ (3) H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) = -237.129kJmol-18. 己知: MnO4- +8H+ +5e-Mn2+ + 4H2O E1.51V，Fe3+ + e- Fe2+E0.771V，(1) 判断下列反应的方向：MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O(2) 将这两个半电池组成原电池,写出电池符号,标出正、负极, 并计算其标准电动势。(3) 当H+离子浓度为10molL-1，其他离子浓度均为1molL-1时，计算该电池电动势。9. 写出按下列各反应设计成的原电池符号,并计算各原电池的电动势E(注：浓度单位均为molL-1)(1) Zn(s) + Ni2+(0.080) Zn2+(0.020) + Ni(s)(2) Cr2O72-(1.0) + 6Cl-(10)+ 14H+(10) 2Cr3+(1.0)+ 3Cl2(10.0kPa)+ 7H2O(l)10. 求下列情况下在298.15K时有关电对的电极电势：(1) 金属铜放在0.5molL-1的Cu2+溶液中，E(Cu2+/Cu)?*(2) 在(1)的溶液中加入固体Na2S，使溶液中的c(S2-)1.0molL-1，求E(Cu2+/Cu)=？ (3) 100kPa氢气通入0.1molL-1HCl溶液中，E(H+/H2)?(4) 在1.0L上述(3)的溶液中加入0.1mol固体NaOH， E(H+/H2)?(5) 在1.0L上述(3)的溶液中加入0.1mol固体NaOAc（忽略加入固体时引起的溶液体积变化）， E(H+/H2)?11. 已知在298.15K时,下列原电池的电动势为0.436V。试计算Ag+的浓度(-)CuCu2+(0.010molL-1)Ag+(xmolL-1)Ag(+)12. 己知半电池反应：Ag+ + e- Ag E(Ag+/Ag)=0.7991VAgBr(s) + e- Ag + Br- E(AgBr/Ag)=0.0711V，试计算(AgBr) 。*13. 今有氢电极其溶液由浓度均为1.0molL-1的弱酸(HA)及其钾盐(KA)所组成。若将此氢电极与另一电极组成原电池，测得其电动势为E=0.38V，并知氢电极为正极，另一电极的E=0.65V。问该氢电极中溶液的pH值和弱酸(HA)的解离常数各为多少?14计算下列反应在298.15K下的标准平衡常数(K)。MnO2 + 2Cl- + 4H+ Mn2+ + Cl2 + 2H2O15. 在Ag+和Cu2+浓度分别为1.010-2molL-1和0.10molL-1的混合溶液中加入Fe粉，哪种金属离子先被还原? 当第二种离子被还原时,第一种金属离子在溶液中的浓度是多少?16. 己知反应: 2Ag+ + Zn 2Ag + Zn2+(1) 开始时Ag+和Zn2+的浓度分别为0.10molL-1和0.30molL-1，求E(Ag+/Ag)，E(Zn2+/Zn)及E值；(2) 计算反应的K, E及；(3)求达平衡时溶液中剩余的Ag+浓度。17. 已知锰的元素电势图： MnO4- 0.56 MnO42- ? MnO2? Mn3+ 1.