完整版氧化还原习题及答案

1、第8章氧化复原反响习题参考答案8.1 指出以下物质中带*号各元素的氧化数.K2Mn*O4H2O*2 KO*2 NaH *Na2Cr*2O7P*4Pb*2O3Cu*I N*2O4 O*F2Na2S*4O6S*2O32-答:+6 , -1 , -1 , -1 , +6, 0, +3, +1, +4, +2, +5, +2.2228.2 用氧化数法配平以下氧化复原反响方程式.(1)(NH 4)2Cr 2O7 N2+Cr 2O3+H2O解：(NH 4)2Cr2O7N2+Cr2O3+4H 2O(2)H 2O2+PbS-PbSO4解：4H 2O2+PbSPbSO4+4H 2OK 2Cr 2O7+H 2O2

2、+H 2SO4一 K2SO4+Cr 2SO4+O2+H 2O解:K 2Cr2O7+3H 2O2+2H 2SO4K2SO4+Cr2SO4+4O 2+5H 2O(4)P4+NaOH+H 2.-NaHPO 2+PH 3解:P4+3NaOH+3H 2O3NaHPO2+PH3 (5)KMnO 4+MnSO 4+H2O-MnO 2+K2SO4+H2SO4解:2KMnO 4+3MnSO4+2H2O5 MnO2+K2SO4+2H2SO4 (6)KMnO 4+H2O2+H2SO4一 MnSO 4+O2+K 2SO4+H 2O解:2KMnO 4+5H 2O2+3H 2SO42MnSO 4+5O2+K2SO4+8H

3、2O(7)KClO - KClO 3+KCl解:3KClOKClO 3+2KCI(8)KIO 3+KI+H 2SO4 I2+K2SO4+H2O解:KIO 3+5KI+3H 2SO43I2+3K2SO4+3H2OPbO2+Mn(NO 3)2+HNO 3一 Pb(NO 3)2+HMnO 4+H2O解:5PbO2+2Mn(NO 3)2+6HNO 35 Pb(NO3)2+2HMnO 4+2H2O(10)FeSO4+K2Cr2O7+H2SO4一 Fe2(SO4)3+Cr 2(SO4)3+K 2SO4+H 2O解:6FeSO4+K 2Cr2O7+7H 2SO43Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K

4、2SO4+7H 2O8.3 用离子电子法配平以下电极反响.(1) CrO 42Cr(OH) 3(碱性介质)解: CrO42-一 Cr(OH)3DCrO42-+4H 2 0f Cr(OH) 3+5OH - CrO42-+4H2O+3e-Cr(OH) 3+5OH-(2) MnO 4-一 Mn 2+(酸性介质)解: MnO4-f Mn2+ MnO4-+8H " Mn2+4H 2O MnO 4-+4H 2O+5e-Mn2+4H2O(3) BrO 3- Br 2(酸性介质)解: BrO3一 1/2B? BrO3-+6H+- 1/2Br2+3H2O BrO3-+6H+5e-Hl/2 Br2+3H

5、2O(4) H2O2一 H2O (酸性介质)解: H2O2 一 H2O H2O2+2H + - 2H2O H2O2+2H + +2e=H2H2O(5) MnO 42-fMnO 2(碱性介质)解: MnO 42-MnO 2 MnO 42-+2H 20 f MnO 2+4OH - MnO42-+2H2O+2e- MnO 2+4OH -(6) CrO 2-一 Cr(碱性介质)解: CrO2- Cr CrO2'+2H 2O- Cr +4OH - CrO2-+2H2O+3e-=-Cr+4OH -8.4用离子电子法配平以下反响方程式.(1) C2O42-+MnO 4一-CO2+Mn2+(酸性介质)

6、解： C2O42TCO2MnO4-+8H+-Mn2+4H2O C2O42- CO2+2e-X5MnO 4-+8H +5e- Mn2+4H 2O X2 5c2O42-+2MnO 4+16H+10CO2+2Mn 2+8H2O(2) KOH+Br 2-KBrO 3+KBr+H 2.(碱性介质)解： 1/2 Br2+6OH- BrO 3'+3H 2O1/2Br2 一 BL 1/2 Br2+6OH-fBrC)3-+3H2O+6eX11/2Br2+e- Br-X6 3Br2+6OH- = BrOs-+5Br+3H2O 6KOH+3Br 2= KBrO 3+5KBr+3H 2O(3)CI 2+Br2

7、+H 20fHel+HBrO 3(酸性介质)解： 1/2Br2+3H 20rBlO3-+6H +1/2 CI2一C Br2+6H 20 2BrO 3+6H +5e-X11/2CI2+eC|-4 5cI2+Br2+6H2. 10HCI+2HBrO 3(4)HgS+N0 3CI - HgCI 42'+NO+S(酸性介质)解： HgS+CIHgCI 42'+SNO 3- NO HgS+4CI 一一HgCI 42+S+2e-X3NO3+4H+3e-NO+2H 20X2 3HgS+2NO3-+12Cr+8H+ 1* 3HgCI 42-+2NO+3S+4H 2O8.5增加溶液中H+浓度,以

8、下氧化剂的氧化水平如何变化. B2； Cr20产； BrO 3一； H2O2； Sn" H3ASO4答:Br2没有影响,由于 H+不参与电极反响C2O72-氧化水平增强,由于 H +参与电极反响 Cr2O72'+14H +6eH2c产+7H 20214Cr2O72 /Cr3- C °7, 且对电极电势影响很大6Cr3BrCh-有影响,电极反响为 BrOs-+6H+5ez 1/2Br2+3H2O0.0592, -一BQ /Br lg BrOH ,且影响较大.出.2有影响,电极反响为 H2O2+2H +2e-*H2O,氢离子能参与电极反响.因而可影 响电极电势的变化.S

9、n4+没有影响,由于 H+不参与电极的反响.H3ASO4有影响,电极反响为：H3AsO4+2H+2e-*H3AsO3+H2O,H+参与电极的反响,据公式H3ASO4/H3ASO30.05921g H 3As04一H一所以h+可影响电极电势变化.2H 3AsO38.6查电极电势表,判断以下反响方向并写出电池符号.2Fe3+Cu - 2Fe2+Cu 2+解：Cu2 /Cu=0.3419V ,Fe3 /Fe2 =0.771V ,由反响可知铁为正极,铜为负极.E = 正 负=0.771-0.3419=0.4291V> 0,反响正向进行.电池符号表示为：(-)Cu|Cu2+ Fe3+,Fe2+|P

10、t(+) Sn2+Hg 2+-Sn4+Hg解：Sn4 /Sn2 =0.151V, Hg2 /Hg =0.851V,由反响可知汞为正极,锡为负极=0.851-0.151=0.700V> 0,反响正向进行.电池符号表示为：(-)Pt|Sn4+,Sn2+ Hg2+|Hg-HgCl 2|Cl-(+) Fe3+2I-I2+Fe2+解：Fe3 /Fe2 =0.771V , I2 /1 -=0.5355V ,由反响可知铁为正极,碘为负极.E = 正 负=0.771-0.5355=0.2355V > 0,反响正向进行.电池符号表示为：(-)Pt12(S)|I- Fe3+,Fe2+|Pt(+) Cu

11、+Cl 2-Cu2+2Cl-解：cu2 /cu=0.3419V ,ci2 Zr1 =1.35827V,由反响可知氯为正极,铜为负极.ClE= 正 负=1.35827-0.3419=1.01637V> 0,反响正向进行.电池符号表示为：(-)Cu|Cu2+ Cl-|Cl2,Pt(+) MnO 2+h +Cl- Mn 2+Cl 2+h 2O解：MnO2 /Mn2 =1.224V , 叽 /=1.35827V ,由反响可知镒为正极,氯为负极.ClE = 正 负=1.35827-1.224=0.13427V> 0,反响正向进行.电池符号表示为：(-)Pt,Cl2|Cl- Mn2+|MnO2

12、,Pt(+)8.7 比较电极电势的大小,把以下两组电极电势由大到小的顺序排列出来,简单说明理由. AgI / Ag ,Ag (CN )2 /Ag , Ag ZAg , AgCl / Ag , AgBr/Ag °解：Ag /Ag > AgCl / Ag > AgBr / Ag > AgI / Ag > Ag (CN)2 /Ag , 依据是这些电对电极电势是Ag /Ag的衍生电势, 衍生Ag /Ag Ag /Ag0.05921g Ag ,而Ag+与有关配离子K稳和难溶化合物的 Ksp有关. Cu2 /Cu ,Cu(NH3)42 /Cu ,Cu(CN)42 , Cu

13、I / Cu解：Cu2 /Cu CuI /CuCu(NH3)42 /CuCu(CN)4 28.8 简单答复以下问题：氧化复原电对中假设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,氧化复原电对中假设氧化型物质浓度减少,那么电极电势将减小.氧化复原电对中假设复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,氧化复原电对中假设复原型物质浓度减少,那么电极电势将增大.为什么不能用铁制品装CuSO4溶液,也不能用铜器装FeCl3溶液.答： Cu2 /Cu=0.3419V,Fe2 /Fe=-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,

14、铁制品会被溶解.由Fe3 / Fe2 =0.771V可知,也不能用铜器装FeCl3溶液,否那么铜会被溶解.配制SnCl2溶液时,为彳f么要加 Sn粒.答：Sn2 /Sn=-0.1375V,O2/H2O=1.229V,Sn4 /Sn2 =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,所以要参加锡粒.H 2s溶液和FeCl2溶液为什么不能久放.答：S/H2s=0.142V,O2/H2O=1.229V ,Fe3 /Fe2 =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： Ag /A

15、g =0.7996V , H /H2 =0.0000V,AgI / AgAg / AgAg / Ag0.0592,八17lg Ag =0.7996+0.0592 lg8.52 10=-0.148V, n负=0-(-0.148)=0.148V0,反响可自发进行.有反响：Ag+I-+H+=AgI+1/2H 2 发生.8-9.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：Fe3/Fe2=0.771V ,MnO4/ Mn =1.507V,Br2 / °=1.066V,I2/I-=0.5355V ,2 Br,由电极电

16、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.8.10计算以下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104mol L-1的酸性介质中,电对Cr2O72-/Cr3+;解：Cr2O72-+14H+6e-2Cr3+7H2O,0.0592.22 /Cr32,Cr2O71g-3Cr314H20.0592, "4=1.232+ - lg 10=1.7845V在H+为103mol L-1的酸性介质中,电对解：MnO 4-+8H +5e-Mn2+4H2OMnO 4-/Mn 2+；MnO4 /Mn0.05928,MnO4 H lg2Mn=1.507

17、+0921g1尸=1.7912V I2在0.01mol L1KI中的电极电势;解：I2+2e-"2I-0.0592,1+lg 2n I0.0592,1=0.5355+ lg 2 I 2=0.6539V Fe3+浓度为 0.01mol L-1,Fe2+浓度为 0.001molL-1,电对 Fe3+/Fe2+._ _ _ 30.0592, Fe3+1g 力n Fe3 Fe=0.771+ 0.0592 lg i2Fe=0.8302V8.11以下标准电极电势Cu2+2e-Cu,cu2 /cu =0.3419V ,Cu2+e-Cu+,Cu2 /Cu =0.153V ,求在298K时反响Cu +

18、 Cu2+工2Cu+标准平衡常数,说明Cu+在水溶液中能否稳定存在.解:根据铜的电势图Cu 2+ 053V cu+Cu0.3419VCu /Cu =0.3419X-0.153=0.5308V ,根据右左可知,Cu+不稳定,可以在溶液中发生歧化反响.(2) lgnE0.05920.05920.153 0.5308=-6.38180.0592=4.15 M0-78.12 在酸性溶液中,用 KMnO 4氧化Fe2+时,如果KMnO 4过量将有什么现象发生,用以下元素电势图加以解释,写出有关方程式.MnO- 二Mn(4>'-MnO 0.9065 Mr3+5415 Mn+1.224V1.5

19、07 V解：由电势图可知：MnO2/Mn2 =1.224V , MnO 4 /Mn2 =1.507V,MnO41/MnO 2 = 一0.558 2 2.261 2=1.6927V= 正 负= MnO 4 /MnO 2-MnO?/Mn2 =1.6927-1.224=0.4687V > 0,可发生反响反响方程为：5Fe2+2MnO 4-+8H+=5Fe3+ +2Mn 2+ +4H2O2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO 2+4H +8.13 Ag+e-Ag,=0.7996V,Ag2c2O4 的溶度积常数为5.4 10-12 ,计算电对Ag 2c2O4+2e-L2Ag+C 2O42-的解

20、:Ag2c 2O4/AgAg / AgAg / Ag0.0592,八 lg Agn=0.7996+0.0592=0.79962 0.0592lg KSPlg.5.4 10 12=0.6322V8.14Ag/Ag 0.7996V,AgCl/Ag 0.22233V, AgI/Ag0.15224V , 求sp(AgCl)和 sp(AgI )的溶度积常数.解:AgCl / AgAg / AgAg / Ag0.0592,八lg Ag n=0.7996+0.05921g Ksp0.22233 =0.7996+0.0592 lg KSPKSP=1.77 10-10同理：0.0592,八Agl / AgA g

21、 gAg /AgAg / Aglg Ag nKsp=8.52 10-178.15 以下物质在酸性介质中能否共存(1)Ni 和 Fe2+(2)MnO 4-和 Sn2+(3)Sn2+ 和 Fe3+(4)l2 和 H2O2解:查电极电势可知(1) Ni2 /Ni =-0.257V,Fe2 /Fe =-0.447V ,=正 负=-0.447+0.257=-0.190V 0,可共存.(2) MnO4 /Mn=1.507V,Sn4 /Sn2 =0.151V=正负=1.507-0.151=1.356V > 0,不可共存.Sn4 /Sn2 =0.151V,Fe3 /Fe2 =0.771V,=正负=0.7

22、71-0.151=0.620V > 0,不可共存.(4) I2/I =0.5355V , H2O2/H2O=1.776V= 正负=1.776-0.5355=1.2405V > 0,不可共存.8.16 .在 298K 时,Fe3+AgFe2+Ag + 的平衡常数为 0.53, Fe3 /Fe20.771V 求银的标准电极电势Ag /Ag ?解：nE n 正 负 1 (0.771 Ag /Ag ) lg =0.05920.05920.0592Ag /Ag =0.7873V8.17 在馍离子溶液中插馍片,在银离子溶液中插入银片,用盐桥和导线组成原电池.写出电极反响和电池反响；写出原电池符

23、号；假设馍离子浓度变 0.1mol L-1,银离子浓度变为10-5那么该电池电动势为多少写出电池符号 假设在馍离子溶液中参加 NaCN溶液,电池电动势如何变化假设在银离子溶液中参加氨水, 电池电动势如何变化定性讨论.解： Ag /Ag =0.7996V,Ni2 / Ni =-0.257V负极：Ni2+2e-1Ni,正极：Ag+e-Ag,电池反响：Ni+2Ag +-Ni2+2Ag电池符号表示为：(-)Ni|Ni 2+ Ag+|Ag(+)Ag / Ag- Ni2 / Ni )0.0592lgnNi2Ag“ 0.0592 , 0.1=1.0566-lg -r210 5=0.9382V假设在馍离子溶液

24、中参加NaCN溶液,Ni2+会与它生成配离子,使馍的电极电势更负,根据能斯特方程,电池电动势将增大.同理,假设在银离子溶液中参加氨水,使 Ag+与它生成物配离子 那么电池电动势将减小.8.18用银锌组成原电池,反响为 Zn+2AgH 2Ag+Zn 2+起始时银离子和锌离子的浓度分别是0.1mol L-1和0.2mol L-1.求:电对Ag+/Ag和Zn2+/Zn的非标准电极电势.计算反响的,Gm解： Ag / Ag =0.7996VZn2 /Zn =-0.7618VD Ag /AgAg / AgZn2 /ZnZn2 /Zn0.05921 人 lg Ag =0.7996-0.5092=0.7404V.n0.0592, r 2lg Zn = -0.7618-0.0207=-0.7825V nlgnE n 正 负 0.0592 0.05922 1.56140.0592=52.75=5.62 x 1052_ 2_Ag / Ag - Zn2 / Zn=0.7996+0.7618=1.5614VrG0= - n F E 9 =-2 X 9.65X 104 M.5614 = -