基础化学自测题第八章.doc

例 8-1 写出并配平下列各电池的电极反应、电池反应，注明电极的种类。 （1） (-) Ag(s)AgCl(s) HCl(sln)Cl2(100kp)Pt(s) (+)（2） (-) Pb(s)PbSO4(s)K2SO4(sln)KCl(sln)PbCl2(s)Pb(s) (+)（3） (-) Zn(s)Zn2+(c1)MnO4-(c2), Mn2+(c3), H+(c4)Pt(s) (+)（4） (-) Ag(s) | Ag+ (c1) Ag+(c2) Ag(s) (+)分析 将所给原电池拆分为两个电极。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，写出正、负极反应式，由正极反应和负极反应相加构成电池反应。解 （1） 正极反应 Cl2(g)+2e- 2 Cl (aq) 属于气体电极负极反应 Ag(s)+Cl-(aq) AgCl(s)+e- 属于金属-难溶盐-阴离子电极电池反应 2Ag（s）+ Cl2(g) 2AgCl(s) n=2（2） 正极反应 PbCl2(s)+2e- Pb(s)+2Cl- (aq) 属于金属-难溶盐-阴离子电极 负极反应 Pb(s)+SO42-(aq) PbSO4(s)+2e- 属于金属-难溶盐-阴离子电极 电池反应 PbCl2(s) +SO42- (aq)PbSO4(s) +2Cl-(aq) n=2（3） 正极反应 MnO4-(aq) +8H+(aq)+5e- Mn2+(aq)+ 4H2O(l) 属于氧化还原电极 负极反应 Zn(s) Zn2+(aq)+2e- 属于金属-金属离子电极电池反应2MnO4- (aq)+16H+(aq)5Zn(s)2Mn2+(aq)8H2O(l)5Zn2+ (aq) n=10（4） 正极反应 Ag+(c2) +e- Ag(s) 属于金属-金属离子电极 负极反应 Ag(s) Ag+ (c1) + e- 属于金属-金属离子电极电池反应 Ag+(c2) Ag+ (c1) n=1例 8-2 25时测得电池 (-) Ag(s)AgCl(s)HCl(c)Cl2(100kp)Pt(s) (+) 的电动势为1.136V，已知( Cl2/Cl-)=1.358V, ( Ag+/Ag)=0.799 6V，求AgCl的溶度积。分析 首先根据电池电动势和已知的标准电极电位，由Nernst方程求出AgCl/Ag 。其次： AgCl的平衡AgCl(s)Ag+ (aq)+ Cl-(aq)，方程式两侧各加Ag：AgCl(s) + Ag(s)Ag+ (aq)+ Cl-(aq) + Ag(s)AgCl与产物Ag组成AgCl/Ag电对；反应物Ag与Ag+组成Ag+/Ag电对。AgCl(s)的溶度积常数为：=。Ksp=Ag+*Cl- = K0解 由电池表达式：正极反应 Cl2 (g)+ 2e- 2 Cl-(aq)，=+lg负极反应 Ag(s) + Cl-(aq) AgCl(s) + e-，=lg电池反应 Cl2(g) + 2Ag(s) 2AgCl(s)E - (+lg)-(lg)1.136V，将和数据带入1.136 V1.358 V1.136 V0.222V，又由 AgCl(s) + Ag Ag+ + Cl- + Ag=(0.222-0.799 6)V/0.059 16V-9.76Ksp(AgCl) = 1.7410-10例 8-3 在Ag+、Cu2+离子浓度分别为1.0010-2molL-1和1.00molL-1的溶液中加入铁粉，哪一种金属离子先被还原析出？当第二种金属离子被还原析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为多少？已知( Cu2+/Cu)=0.341 9V，(Ag+/Ag)=0.799 6V。分析 首先根据电极电位判断物质氧化性或还原性的相对强弱。氧化能力强的氧化型物质将首先被还原。随着反应进行，被还原金属离子浓度降低，电极电位减小，当减小到与第二种金属离子的电极电位相等时，第二种金属离子才能被还原。解 = 0.059 16VlogAg+ 0.799 6V + 0.059 16Vlg(1.0010-2) = 0.681 3 V= = 0.341 9 V由于，Ag+是较强氧化剂，当加入还原剂铁粉时首先被还原。当=时，Cu2+离子被还原。则= 0.799 6V+ 0.059 16VlgAg+ = 0.341 9V Ag+ = 1.8210-8（molL-1）3对于电极反应Mn+Xe-M(n-x)+，若加入M (n-x)+的沉淀剂或络合剂，则此电极的电极电位将 (5) ，Mn+的氧化性将 (6) 。增强,增强实质上还原剂的量是减少了.1随着溶液pH的升高，下列物质的氧化性有何变化？ MnO，Cr2O，Hg，Cu2+，H2O2，Cl21MnO，Cr2O和H2O2作为氧化剂的半反应分别为： MnO8H+5e-Mn2+4H2OCr2O14 H+6e- 2Cr3+7H2OH2O22H+2e- 2H2O当pH升高时，H+浓度降低，相应电对的电极电位减小，上述半反应正向进行的趋势减弱，因此MnO、Cr2O和H2O2的氧化性均减弱。Hg、Cu2+和Cl2作为氧化剂的半反应分别为：Hg2e-2HgCu2+2e-CuCl22e-2Cl-由于H+没有参与上述半反应，因此在酸性范围内pH升高时，对上述三个半反应没有影响，Hg、Cu2+和Cl2的氧化性不变。2应用标准电极电位数据，解释下列现象：（1）为使Fe2+溶液不被氧化，常放入铁钉。（2）H2S溶液，久置会出现浑浊。（3）无法在水溶液中制备FeI3 。（(Fe3+/Fe2+)0.77V， (Fe2+/Fe)0.45V， (S/H2S)0.14V， (O2/H2O)1.23V，(I2/I-)0.54V ）2 (1)由于(O2/H2O)(Fe3+/Fe2+)，所以溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+。当有铁钉存在时，(Fe2+/Fe)(Fe3+/Fe2+)，低电极电位的还原剂能够还原高电极电位的氧化剂，所以Fe能将Fe3+还原成Fe2+，反应式为：2 Fe3+Fe3Fe2+。 (2) 因为(O2/H2O)(S/H2S)，所以反应H2SO2H2OS 可自发进行，久置常出现浑浊。(3) 因为(Fe3+/Fe2+)(I2/I-)，溶液中的Fe3+和I-能自发进行反应。 1设计一原电池，计算AgCl的溶度积常数Ksp，并写出原电池的组成式。（） Ag(s)|AgNO3|KCl|AgCl(s) |Ag （）正极反应AgCl(s)e- AgCl- V负极反应 Ag Ag+e- V电池反应 AgCl(s) Ag+Cl- （此反应的平衡常数即为Ksp）0.223V0.799V0.576V9.74Ksp2已知(Cu2+/Cu)0.340V，(Ag+/Ag)0.799V，将铜片插入0.10molL-1 CuSO4 溶液中，银片插入0.10molL-1 AgNO3 溶液中组成原电池。(1) 计算原电池的电动势。(2) 写出电极反应、电池反应和原电池符号。(3) 计算电池反应的平衡常数。2(1) (Cu2+/Cu)(Cu2+/Cu)lg 0.340Vlg0.100.310 V(Ag+/Ag)(Ag+/Ag)lg 0.799V0.05916Vlg0.100.740 V所以