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电化学练习题1 指出下列物质中带*号各元素的氧化数。K2Mn*O4 H2O*2 KO*2 NaH* Na2Cr*2O7 P*4 Pb*2O3 Cu*I N*2O4 O*F2 Na2S*4O6 S*2O32-答:+6，-1，-，-1，+6，0，+，+1，+4，+2，+，+2.2 增加溶液中H+浓度，下列氧化剂的氧化能力如何变化。Br2；Cr2O72-；BrO3-；H2O2；Sn4+；H3AsO4答:Br2没有影响，因为H+不参与电极反应Cr2O72-氧化能力增强，因为H+参与电极反应Cr2O72-+14H+6e-2Cr3+7H2O，且对电极电势影响很大，【增大】。BrO3-有影响，电极反应为BrO3-+6H+5e-1/2Br2+3H2O，且影响较大。【增大】。H2O2有影响，电极反应为H2O2+2H+2e-H2O，氢离子能参与电极反应。因而可影响电极电势的变化。Sn4+没有影响，因为H+不参与电极的反应。H3AsO4有影响，电极反应为：H3AsO4+2H+2e-H3AsO3+H2O,H+参与电极的反应，据公式，所以H+可影响电极电势变化。3 查电极电势表，判断下列反应方向2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+解： =0.3419V，=0.771V，由反应可知铁为正极，铜为负极。E=0.771-0.3419=0.4291V 0，反应正向进行。Sn2+Hg2+Sn4+Hg解：=0.151V,=0.851V,由反应可知汞为正极，锡为负极=0.851-0.151 =0.700V 0，反应正向进行。 Fe3+2I-I2+Fe2+解：=0.771V，-=0.5355V，由反应可知铁为正极，碘为负极。E=0.771-0.5355=0.2355V 0，反应正向进行。 Cu+Cl2Cu2+2Cl_解：=0.3419V，=1.35827V，由反应可知氯为正极，铜为负极。E=1.35827-0.3419=1.01637V 0，反应正向进行。MnO2+H+Cl-Mn2+Cl2+H2O解：=1.224V，=1.35827V，由反应可知锰为正极，氯为负极。E=1.35827-1.224=0.13427V 0，反应正向进行。例8-6计算标准状况下2Fe3+2I-2Fe2+I2反应的rG和E，判断此反应能否进行，并用原电池符号表示此反应。解：查表可知=0.771V，-=0.5355V，由反应可知铁为正极，碘为负极。E=0.771-0.5355=0.2355VrG= - n FE= -2965000.2355= - 4.54515kJmol-1电池符号表示为：-）Pt|I2 ,I-Fe3+,Fe2+|Pt(+由rG是负值，所以反应正向进行。用以下例子说明能斯特方程的具体表示法：已知Fe3+e-Fe2+，=0.771V =+ =0.771+已知I2(S)+2e-2I-，=0.5355V =+ =0.5355+已知O2+4H+4e-2H2O，=1.229V =+ =1.229+例8-9由标准的Sn半电池和标准的Pb锌半电池组成原电池，讨论下列情况反应方向如何？当原电池在标准状况时反应方向如何？当Sn2+为0.10 molL-1,Pb2+为0.001molL-1时反应方向如何？ 解：查表可知：=-0.1375V，=-0.1262V，因此电对Pb2+/Pb为正极，电对Sn2+/Sn为负极，电池反应为：Sn + Pb2+ Sn2+ +Pb标准状况下：= =- =-0.1262-(-0.1375) =0.0113V 0，反应正向进行。非标准状况：= =（-）- lg=0.0113-lg = -0.0679V0,反应逆向进行。由此可知离子浓度的改变对的影响很大，甚至使反应逆转。例8-11 已知下列各电对酸性介质中的电极电势，求图中不相邻电对的电极电势是多少？ClO3- 1.214 HClO2 1.645 HClO ？解：由=可得=1.4295V例8-12已知下列各电对酸性介质中的电极电势，求图中不相邻电对的电极电势是多少？HClO 1.611 Cl2 1.35827 Cl- ？解：由=可得 = =1.4846V例8-13如图所示：MnO4- +0.558 MnO42- +0.60 MnO2 1.224 Mn3+ +1.5415 Mn2+ -1.185 Mn 在酸性介质中判断哪些离子或分子能否歧化？解：根据图中所给电势可知，在酸性介质中MnO42-、Mn3+和MnO2离子可歧化。 因为，则据：= =所以：=0.6-0.558=0.042V0，= 1.5415-1.224=0.3175V0，= 1.224-0.6=0.624V0故这三种离子可歧化。4 简单回答下列问题：氧化还原电对中若氧化型物质浓度减少电极电势如何变化。答：根据能斯特方程可知，氧化还原电对中若氧化型物质浓度减少，则电极电势将减小。氧化还原电对中若还原型物质浓度减少电极电势如何变化。答：根据能斯特方程可知，氧化还原电对中若还原型物质浓度减少，则电极电势将增大。为什么不能用铁制品装CuSO4溶液，也不能用铜器装FeCl3溶液。答：=0.3419V，=-0.447V由铁和铜的标准电极电势可知，铁比铜的化学活性大，所以用铁制品装CuSO4溶液，铁制品会被溶解。由=0.771V可知，也不能用铜器装FeCl3溶液，否则铜会被溶解。配制SnCl2溶液时，为什么要加Sn粒。答：=-0.1375V, =1.229V, =0.151V由电极电势可知，二价锡很不稳定易被空气中的氧气氧化，所以要加入锡粒。H2S溶液和FeCl2溶液为什么不能久放。答：=0.142V, =1.229V , =0.771V ,由此可知，空气中的氧可以把H2S氧化为S，也可使Fe2+氧化Fe3+,固二者均不可久放在空气中。Ag为什么可从HI溶液中置换氢气。 答：=0.7996V，=0.0000V, =0.7996+0.0592=-0.148V,E=0-(-0.148)=0.148V 0,反应可自发进行。有反应：Ag+I-+H+=AgI+1/2H2 发生。5.现有Fe3+ 、Br2、KMnO4三种氧化剂，查出标准电极电势，溶液中有I-、Br-，选择只能氧化I-的氧化剂是那一种？答: =0.771V，=1.507V,=1.066V, -=0.5355V，由电极电势可知,只氧化I-,不使其它其它离子氧化,只能选择Fe3+ 这种氧化剂。6 计算下列电极的非标准电极电势，只改变H+的浓度，其它物质浓度不变。在H+为104molL-1的酸性介质中，电对Cr2O72-/Cr3+；解: Cr2O72-+14H+6e-2Cr3+7H2O =1.232+=1.7845V在H+为103molL-1的酸性介质中，电对MnO4-/Mn2+； 解: MnO4-+8H+5e-Mn2+4H2O=1.507+=1.7912VI2在0.01molL-1KI中的电极电势； 解:I2+2e-2I- =+=0.5355+=0.6539VFe3+浓度为0.01molL-1，Fe2+浓度为0.001molL-1，电对Fe3+/Fe2+。=+ =0.771+=0.8302V8.已知下列标准电极电势Cu2+2e-Cu, =0.3419V，Cu2+e-Cu+, =0.153V，求在298K时反应Cu + Cu2+ 2Cu+标准平衡常数，说明Cu+在水溶液中能否稳定存在。 Cu2+ Cu+ Cu0.3419V解: 根据铜的电势图 (1) =0.34192-0.153=0.5308V，根据可知,Cu+不稳定，可以在溶液中发生歧化反应。 (2) lg=-6.3818=4.1510-79已知Ag+e-Ag，=0.7996V,Ag2C2O4的溶度积常数为5.410-12，计算电对Ag2C2O4+2e-2Ag+C2O42-的。解: =0.7996+=0.7996=0.6322V10已知，求的溶度积常数。解: =0.7996+0.0592lg 0.22233 =0.7996+0.0592 lg =1.7710-10同理: =8.5210-1711 下列物质在酸性介质中能否共存(1)Ni和Fe2+(2)MnO4- 和Sn2+(3)Sn2+ 和Fe3+(4)I2和H2O2解:查电极电势可知(1) =-0.257V, =-0.447V, =-0.447+0.257=-0.190V 0,可共存.(2) =1.507V, =0.151V=1.507-0.151=1.356V 0,不可共存.(3) =0.151V, =0.771V, =0.771-0.151=0.620V 0,不可共存.(4) =0.5355V，=1.776V =1.776-0.5355=1.2405V 0,不可共存.12.在298K时，Fe3+AgFe2+Ag+的平衡常数为0.53，已知求银的标准电极电势？解:lg= =0.7873V13 用银锌组成原电池，反应为Zn+2Ag+ 2Ag+Zn2+.已知起始时银离子和锌离子的浓度分别是0.1molL-1和0.2molL-1。求：电对Ag+/Ag和Zn2+/Zn的非标准电极电势。计算反应的解: =0.7996V =-0.7618V=0.7996-0.5092=0.7404V.= -0.7618-0.0207=-0.7825Vlg=52.75=5.621052= =-=0.7996+0.7618=1.5614VrG= - n F E=-29.65104 1.5614 = -3.01 (kJ.mol-1)(rG= -2.303RTlg=-3.01 kJ.mol-1)14 已知溴在碱性介质中的电势图为BrO4- BrO3- BrO- Br2 Br-求：(1)电对BrO3-/Br-的标准电极电势； (2)判断哪些氧化态离子能歧化。解:(1)根据 =0.610V(2)根据可知,单质溴可以在碱性溶液中发生歧化反应。例85 写出下列电池反应对应的半反应及原电池符号。(1)2Fe3 + 2I 2Fe2 + I2(2)Zn + 2H Zn2 + H2(3)2Fe2(0.10molL1) + Cl2(100kPa) 2Fe3(0.10molL1) + 2Cl(2.0molL1)解：(1) 负极（氧化反应） 2I - 2e I2 正极（还原反应） Fe3 + e Fe2（-）Pt|I2(s)|I(c1)Fe2(c2)，Fe3(c3)|Pt（+） (2) 负极（氧化反应） Zn - 2e Zn2 正极（还原反应） 2H + e H2（-）Zn(s)|Zn2(c1)H(c2)|H2 ()|Pt（+）(3) 负极（氧化反应） Fe2 - e Fe3 正极（还原反应） Cl2 + 2e 2Cl(-)Pt(s)|Fe2(0.10molL1),Fe3(0.10molL1)Cl(2.0molL1)|Cl2(100kPa)|Pt(+)例86 若把下列反应设计成电池，求电池的电动势及G。 解：正极的电极反应 负极的电极反应 例87 利用热力学函数数据计算E(Zn2+/Zn)。解：将电对Zn2+/Zn与另一电对（最好选择H+/H2）组成原电池。电池反应式为： Zn + 2H+ Zn2+ + H2 0 0 -147 0则 由 得 例88 Fe3 + e Fe2，E= +0.771V,求molL1,molL1时，解： = 0.771 + = 1.01(V)例89 已知电极反应Ag + eAg，E= 0.80V，现往该电极中加入KI，使其生成AgI沉淀，达到平衡时，使molL1，求此时已知 = 8.31017。解：因Ag + I AgI(s)，当molL1时，则Ag+的浓度降为：(molL1)故 = 0.80 + = -0.15(V)例810 已知MnO4 + 8H + 5e Mn2+ + 4H2O，求当 = 1.0 103 molL1和= 10 molL1时，各自的E值是多少(设其他物质均处于标准态)。解：与电极反应对应的Nernst公式为：其他物质均处于标准态，则有：当molL1时，当molL1时，计算结果表明，MnO4的氧化能力随H浓度的增大而明显增大。因此，在实验室及工业生产中用来作氧化剂的盐类等物质，总是将它们溶于强酸性介质中制成溶液备用。例811 比较标准态下，下列电对物质氧化还原能力的相对大小。已知： 解：比较上述电对的E值大小可知，氧化态物质的氧化能力相对大小为：Cl2Br2I2；还原态物质的还原能力相对大小为：IBrCl例812 有一种含Br、I的混合液，选择一种氧化剂只氧化I为I2，而不氧化Br，问应选择FeCl3还是K2Cr2O7？解：有关电极电势值：,因，Cr2O72既能氧化Br又能氧化I，故K2Cr2O7不能选用。而，Fe3+不能氧化Br但能氧化I，故应选择FeCl3作氧化剂。例813 在标准状态下，判断反应2Fe3 + Cu = 2Fe2 + Cu2进行的方向？解：正极 Fe3 + e Fe2 负极 Cu2 + 2e Cu ，即，故该反应能正向自发进行。例814 判断反应Pb2 + Sn Pb + Sn2在标准状态时及molL1、molL1时的反应方向。解：查表得， 在标准状态时=-= (-0.13)-(-0.14)= 0.01(V)0故在标准状态时上述反应可向右进行，但不很完全。 当molL1、molL1时= -0.13+= (V)= (-0.16) - (-0.13) = -0.03(V)0即反应向左进行，和标准态时反应方向相反。例815 计算下列反应的平衡常数： Fe2(aq) + Ag(aq) = Ag(s) + Fe3(aq)解：查表得，。 因n = 1，所以 例816 已知298K时下列电极反应的E： Ag(aq) + e Ag(s) AgCl(s) +e Ag(s) + Cl(aq) 试求AgCl的溶度积常数。解：设计一个原电池（-）Ag|AgCl(s)|Cl(1.0mol.L1)Ag+(1.0mol.L1)|Ag（+）电极反应为： Ag(aq) + eAg(s) Ag(s) + Cl(aq) AgCl(s) + e电池反应： Ag(aq) + Cl(aq) AgCl(s) ， 例817 从下列元素电势图判断MnO42能否发生歧化反应，能发生写出反应方程式。 解：从电势图可见，E(右)E(左)，所以MnO42可以发生歧化反应 3MnO42(aq) + 4H(aq) 2MnO4(aq) + MnO2(s) + 2H2O(l)例8.1 计算原电池Cd|Cd2+(0.10molL1)Sn4+(0.10molL1),Sn2+(0.0010 molL1)|Pt 在298K时的电动势，并写出电池反应，标明正负极。已知E(Sn4+/Sn2+)= 0.154V，E(Cd2+/Cd) = -0.403V。解：由Nernset公式，得E(Cd2+/Cd)E(Sn4+/Sn2+)所以电对Sn4+/Sn2+为正极，电对Cd2+/Cd为负极 = E(+) - E(-) = E(Sn4+/Sn2+) - E(Cd2+/Cd)= 0.2132 + 0.4326 = 0.6458(V)正极反应：Sn4+ + 2e Sn2+ 负极反应：Cd 2e Cd2+ 电池反应：Sn4+ + Cd Sn2+ + Cd2+ 例8.2 由标准钴电极(Co2+/Co)和标准氯电极组成原电池，测得其电动势1.63V，此时钴电极作负极。已知氯的标准电极电势为+1.358V，问：(1)此电池反应的方向如何？(2)钴标准电极的电极电势为多少？(3)当氯气的压力增大或减小时，电池的电动势将发生怎样的变化，说明理由。(4)当Co2+浓度降低到0.01molL1时，电池的电动势将如何变化？变化值是多少？解：(1)电池反应的方向为：Co + Cl2 Co2+ + 2Cl (2) 因为 = E(Cl2/Cl) - E(Co2+/Co)所以 E(Co2+/Co) = E(Cl2/Cl) - = 1.358 - 1.63 = -0.272(V)(3) 若c(Cl)不变，p(Cl2)增大，增大；p(Cl2)减小，减小。(4)若c(Cl)和p(Cl2)保持不变而c(Co2+)降低到0.01molL1时，E(Co2+/Co)将减小，将增大。 例8.3 已知电极反应Ag+(aq) + e = Ag(s)，E(Ag+/Ag) = 0.80V，若加入NaCl，使产生AgCl沉淀，当达到平衡时，使Cl浓度为1molL1，计算E(AgCl/Ag)。解：因 Ag+ I AgI(s)，当c(Cl) = 1.0 molL1时，则Ag+的浓度降为：对电极反应 Ag + e = Ag (s)对电极反应 AgCl + e = Ag (s)