氧化还原反应(作业更正)

1、氧化复原反响作业10-1.正确写出以下电对在酸性介质中的电极反响式及各电极反响的Nerst方程。 H+/H2; Fe3+/Fe2+; Sn2+/Sn; CuBr/Cu; GeO2/Ge; Bi2O4/BiO+; CO2/HCOOH; HCOOH/HCHO; PdBr42-/Pd; AgC3H3O2/Ag;O2/H2O2; H2O2/H2O;10-4.一个化学反响可以设计成几种不同的原电池来完成，这几种原电池的电动势E0是否相同，由它们的电动势分别求得的电池反响Gm0是否相同，为是么？结合1025题加以讨论。答：根据氧化复原理论，原电池的电动势与组成电子的电极反响有关电对种类，由于不同的电池电极

2、反响可能不同，故电池的电动势就会不同。而反响的Gm0是状态函数，只与反响的起始状态与终了状态有关，而与反响过程无关，同时电动势可以不相同而Gm0相同。10-5将以下氧化复原反响设计为两个半电池反响，并利用标准电极电势表的数据，求在298K时反响的平衡常数。(1) Fe2+ + Cl2 = Fe3+ + 2Cl-;(2) Zn + Hg2Cl2 = 2Hg + Zn2+ + 2Cl-;(3) Cl2 + H2O = HClO + H+ + Cl-;(4) 2H2O = 2H2 + O2;解：1根据氧化复原反响与电池反响的关系，将反响分解为：正极反响：Cl2 + 2e = 2Cl-；负极反响：Fe

3、3+ + e = Fe2+；电池反响的电动势0=正-负= 1.36 0.771= 0.589V根据电池电动势与反响平衡常数的关系：RT lnK0 = nF0；答：反响的平衡常数为8.57×1019；2根据氧化复原反响与电池反响的关系，将反响分解为：正极反响：Hg2Cl2 + 2e = Hg + 2Cl-；负极反响：Zn2+ + 2e = Zn；电池反响的电动势0=正-负= 0.268 -0.762= 1.03V根据电池电动势与反响平衡常数的关系：RT lnK0 = nF0；答：反响的平衡常数为7.194×1034；3根据氧化复原反响与电池反响的关系，将反响分解为：正极反响：

4、Cl2 + 2e = 2Cl-；负极反响：2ClO- + 4H+ + 2e =Cl2 + 2H2O；电池反响的电动势0=正-负= 1.36 1.611= -0.251V根据电池电动势与反响平衡常数的关系：RT lnK0 = nF0；答：反响的平衡常数为3.0×10-9；4根据氧化复原反响与电池反响的关系，将反响分解为：正极反响：2H+ + 2e = H2；负极反响：O2 + 4H+ + 4e = 2H2O；电池反响的电动势0=正-负= 0 1.22= -1.22V根据电池电动势与反响平衡常数的关系：RT lnK0 = nF0；答：反响的平衡常数为3.67×10-83；10-

5、9.：Fe3+ + e Fe2+ ;FeOH3的，FeOH2的求半反响：FeOH3 + e FeOH2 + OH的标准电极电势。解：根据标准电极电势的定义，将两电极反响组成电池：正极反响：Fe3+ + e Fe2+负极反响：FeOH3 + e FeOH2 + OH电池反响：Fe3+ + FeOH2+ OHFeOH3 +Fe2+；反响的平衡常数为：那么：解之：答：半反响：FeOH3 + e FeOH2 + OH的标准电极电势为0.485V10-10.：Cu+ + e = Cu ；标准电极电势为0.52V ；CuCl的K0sp= 1.7×10-7；计算电极反响CuCl + e = Cu

6、+ Cl-的电极电势； 解：将反响设计为电池，那么：正极反响：CuCl + e = Cu + Cl；负极反响：Cu+ + e = Cu；电池反响为： CuCl = Cu+ + Cl-；即反响的平衡常数为CuCl的溶度积常数K0sp= 1.7×10-7；电池反响的电动势0=正-负=？ 0.52= -1.22V根据电池电动势与反响平衡常数的关系：RT lnK0 = nF0； 答：计算电对的电极电势为0.11992V10-11.有一原电池-AA2+B2+B+，当A2+=B2+时电动势为0.78V。现使该电池的电动势值减半，求此时的A2+/B2+。解：该原电池的电池反响为： B2+ + A

7、= B + A2+ ； 正极反响：B2+ +2e = B； 负极反响：A2+ + 2e = A； 假设A、B皆为固体或单质，那么平衡常数K0 = A2+/B2+ 根据电池反响的Nerst方程： ； A2+=B2+时电动势为0.78，即标准电动势0=0.78V； 故当电池电动势降为原来值的一半时，即0.39V，溶液中的A2+/B2+为：即：A2+/B2+=1.579×1013； 答：题设条件下的A2+/B2+=1.579×1013；10-15.电对Cu2+/Cu+，电极电势0.15V，电对I2/I电极电势为0.54V，CuI的溶度积常数Ksp1.3×1012，求：1

8、氧化复原反响Cu2+ + 2ICuI + 1/2I2在298K时的平衡常数；2假设溶液中Cu2+-3，I-3，计算达平衡时残留在溶液中的Cu2+的浓度。解：1将反响Cu2+ + 2ICuI + 1/2I2设计为电池，那么： 正极反响为：Cu2+ + I- + e CuI； 负极反响为：I2 + 2e 2I；反响的平衡常数表达式为： 又：反响达平衡时，正极电极电势负极电极电势 解之K01.98×105；2设平衡时Cu2+的浓度为x，那么：Cu2+ + 2I CuI + 1 /2I2开始 0.1 1.0平衡时 x 120.1x解之：x8.7×106mol.dm-3;答：10-1

9、8.：1分别写出两电对的电极反响。2分别写出Cr电极为正极、Cl为负极所构成的原电池的电池符号和电池反响。计算该原电池的标准电动势0电池，298K时电池反响的rGm0和平衡常数K0。-3，计算此时该原电池的电动势电池。-3，计算此时该原电池的电动势电池。解：1题设电对对应的电极反响为：Cr2O72 + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O;Cl2 + 2e 2Cl； 2Cr电极为正极、Cl为负极所构成的原电池的电池符号和电池反响为： 电池符号：PtCl(aq) Cl2(g) Cr3+(aq) ，Cr2O72-(aq) Pt(+)电池反响为：Cr2O72 + 14H+ + 6Cl2Cr3

10、+ + 7H2O +3Cl2;电池的标准电动势：0电池1.231.360.13V；电池的rGm0为：rGm0nF0电池6×96484×0.1375.26(kJ)反响平衡常数K0为：3-3时，电对Cl2/Cl的电极电势为：电动势：电池1.231.30080.0708V；-3原电池的电动势电池为：电对Cr2O72/ Cr3+的电极电势为：那么结合3计算结果电池的电动势为：电池1.36811.30080.0673(V)答：10-19.298K时测得如下原电池：CuCu2+-3,aq) Ag+-3,aq) Ag(+)的电动势为0.52V。1假设电极电势，求电极电势2求该原电池的标准

11、电动势。3写出该原电池的电池反响，并计算其平衡常数。解：1题设电池的电池反响为：2Ag+ + Cu = Cu2+ +2 Ag根据电池反响Nerst方程可得：2该原电池的标准电极电势为： 0电池0.80.33920.4608V； 3该原电池的电极反响为：正极反响为：Ag+ + e = Ag；负极反响为：Cu2+ + 2e = Cu 电池反响为：2Ag+ + Cu = Cu2+ +2 Ag 反响的平衡常数为：答：10-22.在实验室中通常用以下反响制取氯气，试通过计算答复，为什么必须使用浓盐酸。MnO2s + 4HClaq = MnCl2aq + Cl2 + 2H2O；：MnO2 + 4H+ +

12、2e = Mn2+ + 2H2O， Cl2 + 2e = 2Cl- ， 解：1反响进行的方程式为：MnO2 + 4H+ + 2Cl-= Mn2+ + 2H2O + Cl2 由题设条件可知： < 故在标准状态下MnO2不能氧化盐酸制备氯气。但：，即可以通过改变体系的H+浓度实现反响。2根据电池反响的Nerst方程： 要使反响发生，必须有0 0， 设此时的Mn2+平衡=1mol.dm-3，P氯气=1.0atm.那么Cl-平衡=H+平衡 + 2Mn2+平衡= H+平衡+2； 解此方程可以获得H+平衡-3。 此外，从反响式可以看出生成1oml的Mn2+需要消耗4mol的H+， 故H+起始-3。

13、故所以，如要用盐酸与MnO2制备氯气，必须用浓盐酸，并且盐酸的起始浓度必须大于9mol.dm-3。10-24.下面是氧元素的电势图，根据此图答复以下问题。（1） 计算后说明H2O2在酸性溶液中的氧化性强弱，在碱性溶液中的复原性强弱。（2） 计算后说明H2O2在酸性溶液和碱性溶液中的稳定性。（3） 计算H2O的离子积常数。解：物质的氧化性与复原性强弱与对应的电对电极电势大小有关，如果复原电势越大，氧化性越强，反之那么复原性越强。根据给出的电势图，未知电对的电极电势为：酸性体系中：碱性体系中：1如果H2O2为氧化剂，即获得电子，对应电对为H2O2/H2O酸性和HO2-/OH-碱性，从电势图可见，前者的电极电势明显要高一些，即在酸性中H2O2的氧化性更强。如果H2O2为复原剂，即给出电子，对应的电对为：O2/H2O2酸性和O2/HO2-碱性，从电势图可见，前者的电极电势明显要高一些，即在碱性中H2O2的复原性更强。2从电势图还可以看出，酸性与碱性介质中，右边电极电势都大于左边电极电势，说明H2O2在酸性与碱性中都要发生歧化反响，即稳定性较差。但在酸性介质中差异要大一些，说明在碱性介质中的歧化程度没有酸性大，即在碱性介质中的稳定性更高一些。3H2O的离子积常数对于的反响式为H2O = H+ + OH-；两边同加上H2O2，那么H2O* + H2O2 = H+ + OH-