第四章答案.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. 试分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数. CH3Cl（-2）, CH4（-4）, CHCl3（+2）, CH2Cl2（0）, CCl4（+4） (共价键数目均为4)3. 指出下列各物质中各元素的氧化数。 Cs+,（+1） F-,（-1） NH4+,（-3，+1） H3O+,（+1，-2） H2O2, （+1，-1） Na2O2（+1，-1）, KO2, （+1，-12） CH3OH, （-2，+1，-2） Cr2O72-,（+6，-2） KCr(SO4)212H2O（+1，+3，+6，-2，+1）4. 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 + （3）2O2+ 2H2O(3) （2）NO2- + （4）2H+ + 2I- （2）NO + I2 + （2）H2O(4) K2Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + 2K+Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O (5) FeS + 4HNO3 Fe(NO3)3 + S+ NO + 2H2O(6) （3）Fe2+ + NO3- + 4H+ （3）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(+)(-)FeFe2+（c1）Ag+（c2）Ag (+)(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) (+) (-)Pt,I2(s)I-(c1)Fe3+ (c2)，Fe2+ (c3) Pt (+)(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(+)(-)PtFe2+(0.01molL-1),Fe3+(0.10molL-1)Cl-(2.0molL-1)Cl2(100kPa),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KClO4, KMnO4, H2O2,不变的是Br2,FeCl3。(2) 下列电对中, E值最小的是OH-/H2。H+/H2, H2O/H2, OH-/H2, HF/H2, HCN/H2, H+/H28.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)2Cr2O72-/Cr3+, Fe(OH)3/ Fe(OH)2，Cl2/Cl-不变9.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+(1)不能。E(Fe3+Fe2+) E(Sn4+/ Sn2+), 2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ Sn4+(2)不能。E(Fe3+Fe2+) E(Cu2+/ Cu), 2Fe3+ + Cu 2Fe2+ Cu 2+(3)不能。E(Fe3+Fe2+) E(Fe 2+/ Fe), 2Fe3+ + Fe 3Fe2+(4)不能。E(Cr2O72-Cr 3+) E(Fe 3+/ Fe 2+), Cr2O72-+6Fe2+ +14 H+ 2Cr 3+6Fe3+7H2O(5)可共存，都为最低氧化态。(6)不能。E(I2I -) E(Sn4+/ Sn2+), I2 + Sn2+ 2 I-+ Sn4+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? 电池电动势E 及电极电势E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?易被空气氧化生成S(3) 能否用铁制容器盛放CuSO4溶液?不能，Fe+Cu2+Fe2+Cu(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?Sn4+Sn2Sn2+(5) 铁溶于过量盐酸或稀硝酸,其氧化产物有何不同? Fe2+, Fe3+(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气? E(Ag+Ag) E(H+/ H2),而E(AgIAg) E(H+/ 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? 选H2O2提示：成本：Cl2 HNO3 H2O2 Cl213. 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？Cu+和Au+(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? Cu2+、 Ag+ 、Fe3+、Au3+第四章 氧化还原反应习 题1. 指出下列各物质中硫的氧化数:H2S, S, SCl2, SO2, Na2S2O6, Na2S2O8 硫的氧化数分别是-2，0，+2，+4，+5，+62. 用氧化数法配平下列各氧化还原方程式:(1)3 Cu + 8HNO3(稀) 3 Cu(NO3)2 +2 NO+4H2O(2) 4Zn + 5H2SO4(浓稀) 4ZnSO4 + H2S+4H2O(3) KClO3 + 6FeSO4 + 3H2SO4KCl + 3Fe2(SO4)3+3H2O(4)3Cu2S + 22HNO3 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 +10 NO+8H2O3. 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-解：（1）（-）Pt,I2(s)I-(c1)Cl(c2)Cl2(P),Pt(+)(2) MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O(2)(-)PtFe2+(c1),Fe3+(c2)MnO4-(c3),Mn2+(c4),H+(c5)Pt(+) (3) Zn + CdSO4 ZnSO4 + Cd(3)(-)ZnZnSO4(c1)CdSO4(c2)Cd(+)5. 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。解：由于E(I2I-)E(Fe3+Fe2+) E(Br2Br-) E(Cl2Cl-) E(Cr2O72-Cr3+) E(PbO2Pb2+) E(MnO4-Mn2+) E(H2O2H2O) E(F2HF)。故氧化能力顺序为：I2FeCl3Br2Cl2K2Cr2O7PbO2KMnO4H2O2 E(S/H2S) E(H+/H2) E(Zn2+/Zn) E(Al3+/Al) E(Mg2+/Mg)。故还原能力顺序为：FeCl2KISnCl2H2SH2ZnAl0,反应自发向左进行。(3) H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) = -237.129kJmol-1rGm E(Cu2+/Cu)- E(Fe2+/Fe)故Ag+先被Fe还原。C(Ag+)=5.0*10-9mol.L-116. 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。E(Ag+/Ag)=0.74V, E(Zn2+/Zn)=-0.78V,E=0.74-(-0.78)=+1.5V(2) 计算反应的K, E及K=5.76*1052 , E=+1.5671, =-3.014*102KJ.mol-1(3) 求达平衡时溶液中剩余的Ag+浓度。C(Ag+)=2.5*10-27mol.L-117. 已知锰的元素电势图: MnO4- 0.56 MnO42-? MnO2? Mn3+ 1.5 Mn2+ 1.18 Mn 1.701.23 (1) 求(MnO4-/MnO2)和(MnO2/Mn3+) +2.27V, +1.0V(2) 指出图哪些物质能发生歧化反应? MnO42- , Mn3+(3) 指出金属Mn溶于稀HCl或H2SO4中的产物是Mn2+还是Mn3+,为什么?是Mn2+，故反应式为 Mn + 2H+Mn2+