第六章氧化还原平衡及氧化还原滴定法习题

1、第六章 氧化还原平衡及氧化还原滴定法习题1 下列物质中元素的氧化数( 1) CrO 42 中的 Cr( 3) Na2O2 中的O解答： (1) Cr：6； (2) Mn：( 2) MnO 42 中的 Mn(4) H2c2。4 2H2O 中的 C6；(3) O：1； (4) C：3122. 下列反应中，哪些元素的氧化数发生了变化？并标出氧化数的变化情况(1) Cl2+H2O=HClO +HCl(2) Cl2+H2O2=2HCl+O2(3) Cu +2H2SO4(浓)=CUSO4+SO2+2H2O(4) K2Cr2O7 + 6KI + 14HC1 = 2CrCl 3+3e+7"O + 8

2、KCl解答： (1)Cl ： from 0to 1 and 1(2)Cl ： from 0to 1 ； O：from 1 to 0from 6 to +4(3)Cu ： from 0 to 2；S：(4)Cr ： from 6 to 3；I ： from 1 to 03. 用离子电子法配平下列在碱性介质中的反应式(1) Br2+OH -BrO3 + Br2(2) Zn +ClO -Zn(OH)4 + Cl(3) MnO4 +SO32 - MnO42 +SO42(4) H2O2+ Cr(OH) 4 -CrO42-+ H2O解答：(1)Br2+12OH =2BrO3 +6H2O+10e(2e+ B

3、r2=2Br ) X56Br2 + 12OH = 2BrO3 + 6H2O + 10 Br2(2) Zn +4OH =Zn(OH)4 +2eH2O+C1O + 2e= 2OH +Cl2Zn +H2O+2OH +ClO =Zn(OH)4 + Cl(3) (MnO4 +e=MnO42 )X220H + SO32 = H2O+ SO? + 2e2MnO4 + 20H + SO32 = 2MnO 42 + H20+ SO42(4) (H2O2+2e=2OH)x 3(40H +Cr(OH)4'= CrO42 +4 H20+ 3e)x 23 H2O2+2OH +2Cr(0H) 4 =2CrO42

4、+8 H2q4.用离子电子法配平下列在酸性介质中的反应式。 oO+n(1) S2O8 + Mn -MnO4 + S04(2) PbO2 + HCI - PbCl2 +CI2 +H2O+ Fe2+ -Cr3+ Fe3+(4) 12 + H 2Sf I + S解答：(S2O8? +2e =2SO42)X5 0+(4H2O+ Mn = MnO4 + 8H + 5e)x 25 S2O82 +8H2O+2 Mn2+ = 2MnO4 + 16H + + 10SO42+2 +(2) PbO2 +4H + 2e= Pb + 2H2o2cl = Cl 2 +2ePbO2 + 4HCI = PbCI2 + Cl2

5、 + 2H2O(3) Cr2O72 + 14H+ +6e =2Cr3+7H2O(Fe2 = Fe3 + e)x 6Cr2O72 +14H + +6Fe2+ = 2Cr3+ 7H2o+ 6 Fe3+(4) I 2 + 2e=2lH2S= S+2H+2eI2 + H2S= 2I + S + 2H5. Diagram galvanic cells that have the following net reactions.(1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu(2) Ni + Pb 2+ = Ni2+ + Pb(3) Cu + 2Ag + = Cu2+ + 2Ag(4) Sn + 2H

6、+ = Sn2+ + H 2解答：(1) . (一)Fe| Fe2+(ci)| Cu2+(C2)|Cu ( + )(2) . (一)Ni| Ni 2+(ci)| Pb2+(c2)|Pb ( + )(3) . (一)Cu| Cu2+(ci) | Ag+(c2)|Ag ( + )(4) . (一)Sn| Sn2+(ci) | H+(C2)|H2,Pd ( + )6. 下列物质在一定条件下都可以作为氧化剂：KMnO 4 、 K2Cr2O7 、 CuCl2、 FeCl3、 H2O2、12、B2、F2、PbO2试根据标准电极电势的数据，把它们按氧化能力的大小排列成顺序，并写出它们在酸性介质中的还原产物。

7、解答：氧化能力由大到小排列如下：解答： (3)KMnO 4 、 (5)K 2Cr2O7 、 (9)CuCl 2、 (7)FeCl3、 (2)H2O2、 (8)I 2、 (6)Br2 、(i)F2、 (4)PbO2在酸性介质中的还原产物依次如下：Mn 2+、Cr3+、Cu、Fe2+、H2O、I、 Br 、F、Pb2+7. Calculate the potential of a cell made with a standard bromine electrode as the anode and a standard chlorine electrode as the cathode.解答：已

8、知 e Cl2/Cl = 1.358V;(f) Br2(l)/Br = 1.087V则电动势 E =()(+)-()( ) = 1.358 1.087= 0.271 (V)8. Calculate the potential of a cell based on the following reactions at standard conditions.(1) 2H2s +H2SO3 - 3S +3H2O(2) 2Br +2Fe3+-Br2 + 2Fe2+22(3)Zn +Fe -Fe+Zn(4)2MnO4 +5H2O2+6HCl-2MnCl2 +2KCl +8H2O+ 5O2解答： ( 1

9、) 0.308V( 2)0.316V( 3) 0.323V ( 4) 0.828V9.已知MnO4 +81 +5e = Mn2+ + 4H2O邛=1.507V3+2+Fe3 +e = Fe2(p = 0.771V判断下列反应的方向MnO4 + 5Fe2+ 8H+ Mn2 +4i0+5Fe3(2)将这两个半电池组成原电池，用电池符号表示该原电池的组成，标明电池的正、负极，并计算其标准电动势。(3)当氢离子浓度为10moi - L 1,其它各离子浓度均为1mol L1时，计算该电池的电动势。解答：(1) MnO4 + 5Fe2 + +8H+ Mn2+ + 4H2O+ 5Fe3+正向进行(2) (一

10、 )Pt| Fe3+(C1), Fe”(C2)II MnO4 (C3), Mn2+(C4)| Pt ( + )E = 1.507-0.771= 0.736V(3) E = 1.507 + (0.0592/5)lg10 8 0.771 = 1.602 0.771 = 0.831V10 .已知下列电池 Zn| Zn'x mol - L 1) II Ag (0.1 mol - L 1)|Ag 的电动势 E= 1.51V求Zn”离子的浓度。0.0592解答：E=+一 -=( Ag+/Ag + 0.0592lg cAg+) (中 Zn2+/Zn + lg CZn2+) = 1.51mol 

11、9; L0.0592(0.799+ 0.05921g0.1) ( 0.763+ lgczn2+)= 1.51mol - L2.2+1c(Zn )=0.58 mol - L11 .当 HAc 浓度为 0.10 mol - L 1, p(H2)=100kPa,测得 E(HAc/ H 2)=-0.17v.求溶液中 H+的浓度和HAc的解离常数Ka解：由题意得，E (HAc/H 2) = E (HAC/H2) +0.0591gH+2/p (H2) /p=0.059 lgH+=-0.17V可得H+=1.3 1 X 10-3 mol - L 1HAc 的解离常数 Ka = (H+) 2/(c- H+)=1

12、.74 X 10-512 .在标准状况下，MnO2和HCl反应能否制得 Cl2?如果改用12 mol - L 1的浓盐酸呢(设其他物质仍处于标准态）？解：由题意得，正极反应：MnO2+ 2e+4H+Mn2+ 2H2O负极反应：4HC1(浓)-C12+2C1-+4H+ +2e标准状况下 E = E MnO2/ Mn2 + E C12/ ci-=1.23v-1.358v=-0.128v<0,故此时不能制得 Cl2。改用12 mol L-1的浓盐酸时，E=E MnO2/Mn2 + 0.0592/2lg(1/ H +4) ( E CI2/CI- 0.0592/2lg H +4Cl-2=(1.23

13、+0.0592/2 4 冰 1.08)-(1.358-0.0592/2 6X 1.08)>0说明改用12 mol L - 1的浓盐酸时能制得氢气13 .为了测定PbSO4的溶度积，设计了下列原电池(-) Pb| PbSO4, SO42 (1.0 mol L 1) II Sn2+(1.0 mol - L 1)|Sn ( + )在25C时测得电池电动势 E = 0.22V ,求PbSO4溶度积常数 Ksp。解答：:=- 0.136v0.22= 0.136-甲负9® =- 0.356V_ 22+. Pb2 SO42 =Ksp0.05922+0.356= 0.126+ - lgPb 0

14、.0592 K sp= 0.126+21g 7., Ksp =1.7X10 814 .利用下述电池可以测定溶液中Cl-的浓度，当用这种方法测定某地下水Cl-含量时，测得电池的电动势为 0.280V,求某地下水中Cl-的含量(-)Hg(s)| Hg2cl2(l) | KCl(饱和)II Cl-(c )| AgCl(s) |Ag(s) ( + )解：由题意得：E AgCl(s) |Ag(s) =E Ag+|Ag(s)+0.0591g AgCl /AgCl-1=0.799-0.059 lgCl -1查表得 E Hg(s)| Hg2Cl2(l) | KCl(饱和)=0.25v故电池的电动势为E=E+-

15、E-= (0.799-0.059 lgCl -1) -0.25=0.280V0.059 lgCl -1=0.269故Cl -1=3.63 104 mol L 115 .根据标准电极电势计算298K时下列电池的电动势及电池反应的平衡常数(1)(-) Pb(s)| Pb2 (0.1 mol L 1) II Cu2+ (0.5 mol L 1)|Cu(s) ( 十 )(2)(-) Sn(s)| Sn2+(0.05 mol - L 1) II H+(1.0 mol L 1)|H2(105Pa),Pt(s) ( 十 )(3) (-)Pt, H2(105Pa)|H+(1 mol - L 1) II Sn4

16、+(0.5 mol - L 1), Sn2+(0.1 mol - L 1 )|Pt( + )(4) (-)Pt, H2(105Pa)|H+(0.01 mol L 1) II H+(1.0 mol - L 1)|H2(105Pa), Pt ( + ).0 0592解答：(1)邛负=0.126+ - lg0.1 =- 0.156中正=0.337 +0.05922lg0.5 = 0.328E= 0.328- (0.156) = 0.484E =0.337+0.126=0.463lgK2 0.4630.0592K =4.38X10-15(2) <fe=00.0592，=0.136+ lg0.05

17、= 0.1752.E=0.175lgK2 0.1360.0592K =3.93X104(3)邛负=0*0.151 +0.059220.5=0.1750.1.E=0.1722 0.1545lgK =.K =1.59X1050.0592(4) * 020.0592(0.01)负=0 + lg - = 0.1184E=0.1184K = 116.下列三个反应:+a +, ri(1) A+B =A +B(2) A+ B2 =A2 +B(3) A+B3+ = A3+ + B的平衡常数值相同，判断下述那一和说法正确？(a)反应(1)的值中最大而反应(3)的值邛最小；(b)反应(3)的中值最大；(c)不明确

18、A和B性质的条件下无法比较 邛值的大小；(d)三个反应的甲值相同。答：C17.试根据下列元素电势图：W /V心 2 -0.1583_ -0.521_CuCuCu2 - 2.000.7996AgAgAg2 - 1.291.68AuAuAu3 -0.7712 -0.447FeFeFe回答C/、Ag+、Au+、Fe”等离子哪些能发生歧化反应。解答：Cu > Au +能发生歧化。18计算在1 mol L-1溶液中用Fe”滴定Sn2+的电势突跃范围。在此滴定中应选用什么指 示剂？若用所选指示剂，滴定终点是否和化学计量点符合？解答：华 Sn4+/ Sn2+ = 0.154Vq Fe3+/Fe2+ =

19、 0.771V0.0592 、,0.0592突跃范围：(0.154+3X=) 0.2428 V(0.7713X=) 0.5934 V21e1 0.771 2 0.154选次 甲基监； 符合,gp = 0.36V319.将含有BaCl2的试样溶解后加入 K2CrO4使之生成BaCrO4沉淀，过滤洗涤后将沉淀溶于HCl再加入过量的 KI并用Na2s2O3溶液滴定析出的I2,若试样为0.4392g,滴定时耗去0.1007 1mol - L Na2s20329.61mL标准溶液，计算试样中BaCl2的质重分数。解答：Ba2+ + CrO42 = BaCrO42CrO42 +6I+ 16H+ = 2Cr

20、3+ 8H20 + 3I2I2+ 2 Na2s2。3= Na2s4。6 + 2NaI一 一2+2-2-2+ 二 2- Ba CrO4 3/2 I23 S2O3nBa = 1/3n S2O30.1007 29.61 10学 1 208.3BaCl2%= 3=47.14%0.439220.用KMnO 4法测定硅酸盐样品中的 Ca2+含量，称取试样0.5863g,在一定条件下，将钙沉淀为CaC2O4,过滤、洗涤沉淀，将洗净的CaC2O4溶解于稀H2SO4中，用0.05052 mol L-1KMnO 4的标准溶液滴定，消耗 25.64mL,计算硅酸盐中 Ca的质量分数。解答：5Ca2+5c2O42-2

21、MnO4n(Ca2+)= n(MnO 4-)5l n(Ca2+)=0.003238 mol5-25.64 0.05052Ca2+%=40.080.58631000 100-22.14%21.大桥钢梁的衬漆用红丹（Pb3O4）作填料，称取 0.1000g红丹加HCl处理成溶液后再加入K2CQ4,使定量沉淀为 PbCrO4：Pb2+ + CrO 4 2- =PbCrO4将沉淀过滤、洗涤后溶于酸并加入过量的KI,析出I2以淀粉作指示剂用0.1000 mol L1Na2s2O3溶液滴定用去12.00mL,求试样中Pb3O4的质量分数。解答：2Cr2-+6I-+16H+=2Cr3+8H2O+312I2

22、+2Na2s2。3= Na2s4O6+2NaIPb3O43 PbCrO4 3 CrO4 2-9/2 I29Na2s2O3n(Pb3O4)= 1/9n(Na2s2O3)10.1000 12.00 10685.6Pb3O4% = 父 100 = 91.410.100022.抗坏血酸（摩尔质量为176.1g mol-1）是一个还原剂，它的半反应为:C6H6。6 + 2H + + 2e = C 6H8。6它能被I2氧化。如果10.00mL柠檬水果汁样品用 HAC酸化，并加入20.00mL0.02500mol - L 1I2溶液，待反应完全后，过量的12用10.00mL 0.0100 mol LNa2s

23、2O3滴定，计算每毫升柠檬水果汁中抗坏血酸的质量。解答：C6H6。6 I22 Na2s2O3n(C6H6O6)=n(l2)=1/2n(Na2s2。3)1176.1(20.00 0.02500-10.00 0.01000).-.W=21000 = 0.007924g / ml10.0023 .已知Hg2cl2(s)+2e=2Hg(l) + 2Cl中 =0.28VHg22+2e=2Hg(l)中 =0.80V求： Ksp (Hg2cl2)(提示：Hg2cl2(s) =Hg22+2Cl )解答：Hg2cl2(s) + 2e=2Hg(l)+2ClHg22+2e=2Hg(l)将上述两方程式相减得：2+ _

24、Hg2c12(s)= Hg2 + 2ClE = 0.52V此反应的平衡常数 K ,即是的Hg2c12(s) K sp,因此：2 (-0.52) _17.56lgK = lgK sp= = 17.56 K =100.0592Ksp (Hg2cl2)= K =10 17.5624 .已知下列标准电极电势Cu2+2e =Cu中=0.34V2+Cu +e=Cu中=0.158V(1) .计算反应 Cu+Cu2+= 2Cu+的平衡常数。(2)已知Ksp (CuCl) = 1.2X106,试计算下面反应的平衡常数。2+ . 一Cu+Cu +2Cl = 2CuCl J解答：(1) Cu2+2e=Cu-2+ ,

25、八 十Cu + e= CuCu2+0.158 Cu+. Cu0.340.1 5 81- 1=0.342呼=0.522VlgK(0.158 -0.522) 10.0592K =7.1X10 7(2)对负极：CuCl + e= Cu + ClKsp=CuCl 八 ，0.0592+中 cuci/cu = 0.522 +lgCu = 0.522+ 0.0592 lg-K已因为Cl =1mol/LCl1中 cuci/cu = 0.522 + 0.592lg1.2 X 10 6= 0.171V对正极：Cu + e+ Cl = CuCl J甲 Cu2+/Cucl =邛cu2+/cu =平 Cu2+/Cucl

26、 + 0.0592 lg (Cu2+/Cu +) =0.158+0.0592 lg (1/ Ksp (CuCl)=0.158+0.0592 lg ( 1/1.2X 10-6) =0.504VlgK(0504 -0.171) 10.0592=5.63K =4.22X10525.吸取50.00mL含有的IO3和IO4一试液，用硼砂调溶液 pH,并用过量KI处理，使IO4一，、-._,一，一， ，、 ， 一，- 1、. 一一、八转变为IO3 ,同时形成的I2用去18.40mL 0.1000 mol L Na2s2O3溶披。另取10.00mL试液，用强酸酸化后，加入过量KI,需同浓度的 Na2s2O3

27、溶液完成滴定，用去 48.70mL o计算试液中IO3一和IO4一的浓度。.解答：IO4 + 2 I +2H+=IO3-+I2+H2O ,IO4 I22 Na2s2O3, n(IO4 )=1/2n(Na 2S2O3)118.40 0.10002C(IO4 )=-=0.01840mol/L50.00强酸酸化以后：7 I +8H+=4I2+4H2O ,IO4 48 Na2s2O3 , n(IO4 )=1/8n(Na 2s2O3)IO3 +5 I +6 H+=3 I2+3 H2O , IO3 3 -6 Na2s2O3 , n(IO3 )=1/6n(Na 2s2O3)I2+2 Na2s2O3= Na2s4O6+NaI ,设滴定IO4一所消耗的Na2s2。3的体积数为Vml ,滴定IO3为V?ml贝U 0.0184 X 10=1/8 X 0.100V1Vi=14.72mlV2=48.70-14.72=33.98ml10.00X C( IO4 )=1/6 x 0.1000X 33.98