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文档简介

1、中学化学竞赛试题资源库电极电势A组 1单质溴能歧化为BrO和Br:Br22OHBrOBrH2O2BrO也能歧化为BrO3和Br:3BrOBrO32Br在碱性溶液中,溴的电势图如下:哪些离子能发生歧化反应?并写出有关歧化反应的离子方程式? 1从电势图可看出Br2能歧化为Br与BrO。Br22OHBrBrOH2O;Br2作氧化剂的电极反应:Br22e2Br;Br2作复原剂的电极反应:Br24OH2BrO2H2O2e Br2歧化为Br与BrO3:3Br26OH5BrBrO33H2O;Br2作氧化剂的电极反应:Br22e2Br;Br2作复原剂的电极反应;Br212OH2BrO36H2O10e2BrO也

2、能发生歧化反应:3BrO2BrBrO3;BrO作氧化剂的电极反应:BrOH2O2eBr2OH;BrO作复原剂的电极反应:BrO4OHBrO32H2O4e在碱性溶液中,溴的电势图如下:问哪些离子能发生歧化反应?并写出有关的电极反应和歧化反应的离子反应方程式。 1Fe、Ag的标准电极电势相差不大,用FeCl3时产生AgCl沉淀,大大降低了Ag,便于Fe3氧化Ag 2由于Fe(OH)3的Ksp极小,Fe3一定呈强酸性,Fe(NO3)3溶液同时就是一个HNO3溶液,可参与对Ag的氧化有一批做过银镜反应实验的试管要洗涤,可用铁盐溶液来做洗涤剂。实验室中可选用的铁盐溶液有FeCl3、Fe2(SO4)3和F

3、e(NO3)3三种溶液中Fe3相等。甲同学认为三种溶液中FeCl3洗银效果最好,乙同学则认为 Fe(NO3)3效果最好,两人都提出了各自合理的判断依据结果如何当然还要看哪一个理由在实际过程中的效果。能够查到的数据有:Fe和Ag的标准电极电势,øFe3/Fe20.77V,øAg/Ag0.80V;Fe(OH)3的溶度积,Ksp2×10391甲的判断依据是 ;2乙的判断依据是 。 阳极反应:Fe(CN)64eFe(CN)63阴极反应:2HCO32e2CO32H2涉及硫化氢转化为硫的总反应:2Fe(CN)632CO32H2S2Fe(CN)642HCO3S气态废弃物中的硫化

4、氢可用下法转化为可利用的硫:配制一份电解质溶液,主要成分为:K4Fe(CN)6200g/L和KHCO360g/L);通电电解,控制电解池的电流密度和槽电压,通入H2S气体。写出相应的反应式。已知:y(Fe(CN)63/Fe(CN)64)0.35V; KHCO3溶液中的(H/H2)0.5V;(S/S2)0.3VB组 0.76求右边电池的电动势:Pt | H21.0atm| H1.0mol/L| Hg220.10mol/L| Hg 1ERL0 2CuCu一块铜板被等分成Cu、Cu两块。Cu经锤打,从而引起Cu和Cu性质的差异。1用Cu、Cu设计一电池:Cu| CuSO4aq| Cu。电池电动势用E

5、RL表达。R和L分别为右、左半电池的电极电势。请在答卷上选择正确的E值,并给出选择的热力学判据。2写出净电池反应式。 PtH2101.325kPaHCl1mol/LAgClsAgs,lgKø3.75试用原电池符号表示当以1mol/L盐酸为电解质,pH2101.325kPa时,反应1/2H2gAgClsAgsHClaq所构成的原电池,并计算出298K时的热力学平衡常数Kø的常用对数值。已知:øAH/H20.00V,øAAgCl/Ag,Cl0.222V 负极:zHglzeHgzzm1 正极:zHglzeHgzzm2 电池反应:Hgzzm2Hgzzm1 E(R

6、T/zF)/ln(m2/m1) z(RT/EF)/ln(m2/m1)(8.314×298)/(0.029×96500)ln102 所以亚汞离子在溶液中是以Hg22形式存在。奥格Ogg对下述电池:Hgl|硝酸亚汞m1,HNO30.1J·mol1|硝酸亚汞m2,HNO30.1J·mol1|Hgl在298K维持m2m110的情形下进行了一系列测定,求得电动势的平均值为0.029V,试根据这些数据确定亚汞离子在溶液中是Hg22还是Hg。 阳极E0.815V。阳极上OH的放电电位1.45V由于OH的放电电位1.45V小于SO42的放电电位2.06V,故为OH放电。

7、在阳极区生成H2SO4。在电解槽中加隔膜。用铂作阳极,石墨作阴极,电解浓度为0.500mol/L的Na2SO4水溶液。已知在阴极是H放电生成H2;EyS2O82/ SO422.06V;半反应O22H2O4e4OH的Ey0.401V。在电流密度为100mA/cm2时,氧化铂上的超电压为0.638V,氧气的分压为1.01×105Pa。通过计算判断阳极是哪种离子放电?在阳极区有什么物质生成?在电解槽中安装何种装置可得到NaOH和H2SO4溶液?电解时,两个电极的实际电势数值与理论电极电势相比都分别存在一个电势差值,这个电势差值称为该电极的超电势或超电压、过电位。阳极的实际电势数值总要比它的

8、理论电极电势更正一些;阴极的实际电势数值总要比它的理论电极电势更负一些。根据国际上的规定,不管阴极还是阳极起电势均取正值。 要点1:Ey(Amn/Am)0, 因此Am可与稀盐酸反应放出氢气转化为Amn,n2,3,4;但Ey(Am3/Am2)0,Am2一旦生成可继续与H反应转化为Am3。或答:Ey(Am3/Am)0,n3要点2:Ey(Am4/Am3)Ey(AmO2/Am4), 因此一旦生成的Am4会自发歧化为AmO2和Am3。要点3:AmO2是强氧化剂,一旦生成足以将水氧化为O2, 或将Cl氧化为Cl2,转化为Am3, 也不能稳定存在。相反,AmO2是弱复原剂,在此条件下不能被氧化为AmO22。

9、要点4:Am3不会发生歧化原理同上,可稳定存在。结论:镅溶于稀盐酸得到的稳定形态为Am3。镅Am是一种用途广泛的锕系元素。241Am的放射性强度是镭的3倍,在我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪,检测人体是否缺钙:用241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器制作火警报警器的1片241Am我国批发价仅10元左右。镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势Ey/V如下,图中2.62是Am4/Am3的标准电极电势,2.07是Am3/Am的标准电极电势,等等。一般而言,发生自发的氧化复原反应的条件是氧化剂的标准电极电势大于复原剂的标准电极电势。试判断金属镅溶于过量稀盐酸溶液

10、后将以什么离子形态存在。简述理由。附:Ey (H/H2)0V;Eø(Cl2/Cl)1.36V;Eø(O2/H2O)1.23V。 1Ey(M2/M)(4.280.920.50)/2V2.35VEy(MO53/M4)(1.770.110.54)/30.81V2因为Ey(MO2/M)为负,M能复原Haq并生成M2aq,由Ey(M3/M2)的符号可知,M2aq也能复原Haq,故反应为Ms3HM33/2H23因为Ey(MO2/M4)Ey(M4/M3),生成的M4aq可岐化为MO2及M3,但由于Ey(MO22/MO2)Ey(MO2/M4),MO2又能起岐化反应,总反应为3MO2s8H(

11、aq)2M3(aq)MO22(aq)4H2O4由于Ey(MO53/MO22)1.23V,阴离子MO53(aq)氧化溶剂并给出氧气,但更可取的是氯离子的氧化,因为Ey(Cl2/Cl)1.23V已知酸性溶液中某金属M的元素电势图298.15K如下:1计算以下电对的EAy。M2(aq)2eM(s) MO5310H3eM4(aq)5H2O2把金属M加到已排除氧的密闭容器内的稀盐酸里,假定热力学可能进行的反应未被动力学因素阻止,会发生什么反应。3氧化物MO2很容易溶于情性气氛的盐酸里,且当反应结束留下澄清溶液,假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止,试问该溶解过程的主要产物除去水是什么?4化合物K

12、3MO5很容易溶于密闭容器内的稀盐酸里,当反应结束后。留下澄清溶液,假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止,试问该溶解过程除K(aq)及水外的主要产物是什么? 当 HCl浓度为1mol/L时,Eø0.13V0,故MnO2与1mol/L的稀HCl不会发生反应 当 HCl浓度为12mol/L的浓HCl时,Eø0.0840,所以MnO2与浓HCl反应就变成可以进行。假设考虑温度因素,更能说明此题的结论。实验室制备氯气的方法之一是常用MnO2和浓度为12mol/L的浓HCl反应,而不用MnO2和浓度为1.1mol/L的稀HCl反应。请用电极电位说明理由。 要氧化I离子,pH1

13、0.28;要氧化Br离子,pH4.66。即KMnO4仅氧化I,而不氧化Br的pH为4.6610.28,为确保生成Mn2,应在酸性介质中,溶液pH为56,可用HAcNaAc 缓冲液控制。某含有KBr和KI的混合溶液浓度均为1mol/L,请通过计算求出用KMnO4溶液氧化I而不氧化Br,溶液的pH值范围,并说明如何具体控制该pH值。已知:EyMnO4-,H+/Mn2+1.51V,EyBr2/Br-1.07V,EyI2/I-0.54V。 1G2.87×106J/mol E1.24V2被吸收的光子的能量,是使光合作用能够进行的唯一的能量来源,因此被吸收的光子的物质的量x乘以它们的能量必然等于

14、体系中能量的增加,即2.87×106J。因此:x11.99mol3游泳池的面积是100m2,电压1.24V时电流密度为:10A/m2总电力:1.24kW光合作用可以概括为一个总的方程式:6CO2g6H2OC6H12O6s6O2g298K时的H和S值如下:H2.816×106J S182J/K如果对于1mol反应变化的H和S,则:H2.816×106J/mol S182J/mol·K假设把光合作用的逆过程设计成一个原电池,在一个电极上把氧气复原成水,而在另一个电极上把葡萄糖氧化成二氧化碳。1这种借助于光合作用反应,使光能转变成电能的电池的电动势是多少?注:

15、在这个信封中,你可以找到这个反应的电动势和自由能变之间的关系注意,如果你打开信封,则会扣去几分。2假设我们想要给光合作用方程式中的“光”定量,我们要问:有多少摩尔波长为500nm的光子参加上述反应,请计算。3一个边长是10m的方形游泳池,其中含有能进行光合作用的反应的绿色海藻。如果在平均照度下,预计从1cm2面积上能产生1mA电流,则该游泳地产生的电力是多少?C组 查表可得Zn2/Zn和Ag/Ag的标准电极电势,分别为0.763V和0.799V标准电池电动势等于二者的差值,0.7990.7631.562V。银电极的电势相对高,故Ag是氧化剂。电对Zn2/Zn提供复原剂,为负极。方程式是Zn2A

16、gZn22Ag计算Zn2/Zn和Ag/Ag组成的电池的标准电动势。哪个电对是负极?写出单位相对浓度标准状态时电地反应方程式。 查表知,电对Fe3/Fe2的标准电极电势为0.771V,比Br2/Br的标准电极电势1.065V低。因此Fe2能复原Br2,但Br不能复原Fe3,即Fe3不能氧化Br。另一方面,对于I,它的标准电极电势要比Br2/Br低得多,为0.535V,很容易被Fe3氧化为I2。在单位相对浓度条件下,Fe3能否将Br氧化成Br2? 1此题的关键是中间态TI能否自发地分解成低价态TI和高价态TI3。假设的歧化反应为3TI2TIT13用离子电子法可以写为2×TleTl 0.3

17、36V TlTl32e 1.25V在1式中,TI/TI电对的TI作为氧化剂;在2式中,TI3/TI电对的TI作为复原剂。假设在单位相对浓度时,复原电对的Ey比氧化电对的Ey代数值小,那么反应可以发生。因为1.25V比0.336V大,所以所写的反应不能发生。由此可以得出结论:TI不能自发分解为TI和Tl3“。相反,反方向的反应是自发的2TlT133TI这就意味当有TI存在时,TI3溶液是不稳定的。2假设Cu能发生如下歧化反应:2CuCuCu2CueCu 0.520VCuCu2e 0.160V计算得到假设假设的复原电对Cu2/Cu的P比氧化电对Cu/Cu的Ey小,则这个过程可以进行。事实上,0.1

18、6V比0.52V小,因此Cu2在溶液中是不稳定的。Cu化合物只能以难溶物或配离子形式存在于溶液中。预测25时,1铊与2铜中间氧化态的水溶液的稳定性。 1电池反应ZnCuZn2|Cu,其中n2EEy0.0592 lgQ/n标准电池电动势Ey等于两个标准电极电势的差。0.340.761.10V浓度函数Q不包括固体金属项,因为金属处于它们的标准态。E0.86V2G166kJ G y212kJ1假设Zn2和Cu2的浓度分别为0.1M和109M,计算25时电对Zn2/Zn和Cu2/Cu组成的电池的电动势?225时 lmol Cu2将Zn氧化为上述浓度的Zn2,计算此反应的G和Gy。 半电池的复原反应为M

19、nO48H5eMn24H2O其中n5,假设只有H的浓度改变,其他反应物、产物的浓度仍为1mol/L。EEy0.38V在此条件下,电对的电势比表中列出的标准电极电势低0.38V,它的氧化能力降低了。25时,假设H的浓度从1M降到104M,问电对MnO4/Mn2的氧化能力降低多少? 此电极反应是Ag/Ag电对的一个特殊例子。这种电场是在金属Ag上覆盖一层AgCl,然后将它浸入含有该难溶盐的负离子Cl的溶液中而构成。此外在溶液中还有少量Ag与AgCl平衡。Ag可通过Ksp方程计算出来:Ag1.8×1010将求算出的Ag值代人Ag/Ag半反应的能斯特方程中:AgeAg Ey0.799VE0.

20、222V已知25时,AgCl的Ksp1.8×1010,计算AgAgCl电极浸在1M KCl中的E? Ks1.6×1013查表得数据,计算25Ag(S2O3)23的稳定常数? 1对于所给的反应:Ey0.028V由能斯特方程可知:EEy0.0592 lgFe3/Fe2Ag00.0280.0592Ag Ag0.342为了求平衡常数,必须得到的Gy和Ey的关系GnEy,推导出K和Gy的关系。lgKnEy/0.0592与处理能斯特方程的方法相同,这里也是将25时的常数值合并在0.0592中:lgK0.47从而KFe3/Fe2Ag3.0显然,上面的题1也可以用平衡常数解答,Fe2Fe3

21、,解出Ag:Ag0.33这两个方法所得的答案一定是相等的,因为当两个电对相互平衡时原电池的电压为零。1已知Fe2和Fe3的浓度相等,问Ag为多少时,才能使由Ag/Ag和Fe3/Fe2组成的原电池的电压为零?Fe2AgFe3Ag2确定25时,此反应的平衡常数? 首先计算反应的平衡常数,平衡时:Fe25.4×105Fe3l0.054×1.00×1039.46×104Hg224.73×104液态汞是过量的且处于标准状态,K0.145该反应所对应原电池的标准电极电势可以从上题2所建立的关系中计算出来,Ey0.025V对于所写的反应:EyEyFe3/Fe

22、2EyHg22/Hg或Ey0.796V过量的液态汞加到浓度为1.00×103M的Fe3酸性溶液中,结果发现25平衡时只有5.4的铁以Fe3的形式存在。计算EyHg22/Hg?假设只发生如下反应:2Hg2Fe3Hg222Fe2 Gy,25J已知25、pH7时,电对丙酮酸盐乳酸盐和NAD/NADH的Ey,别为0.19V和0.32V。通过NADH每分子带两个电子将丙酮酸盐用酶催化复原为乳酸盐每分子带两个电子,问反应的Ey,及pH为7时每复原1mol丙酮酸盐的Gy,是多少? 10.74V;2Cu2/Cu计算:1由电对Cd2/Cd和Cu2/Cu组成的电池的标准电动势?2哪个电对是正极? 1.2

23、0V由电对Sn2/Sn和Br2/Br组成电池,计算该电池的电动势? Co可以氧化H2O,主要产物是Co2和O2。为什么Co2在水中是不稳定的? 更易发生:H2O22H2Fe22H2O2Fe3;Ey0.99V不易发生:H2OFe2FeO22H,该反应的逆反应的标准电动势为1.14V。将H2O2和Fe2混合,下述反应哪一个更可能进行:Fe2氧化成Fe3,还是Fe2复原成Fe?写出每一个可能发生的反应方程式并计算出平衡电化学电池的标准电动势。 氰化物可以通过电解氧化,但不能用表中的任何物质进行化学氧化。用什么物质可以将氟化物氧化为氟? 它们不稳定,因为O2将Fe2氧化成Fe3,但Fe可以将Fe3复原

24、为Fe2。Fe2溶液在空气中是否稳定?为什么这类溶液可以用铁屑保存? 0.72VTI3/TI电极的标准电极电势是多少? 锡对于无氧的非配合介质中的歧化反应,下述哪一个中间氧化态更稳定:锗还是锡? 1氧化剂;2复原剂;3既是氧化剂又是复原剂;事实上只需很少量的2或3价铁离子就可以催化H2O2的自氧化一复原反应。以下各电对都处于标准浓度时,H2O2是氧化剂还是复原剂?1I2/1;2S2O82/SO42;3Fe3/Fe2。 0.379V两个氢电极构成电池,已知阴极区H的浓度为108mol/L,阳极区H的浓度为0.025mol/L,计控该电池的电势? V0.0592 pH从某种意义上说,上题介绍的电池

25、可以作为pH计。假设某半电池含有1.00M H,处于标准态。推导25时,另一个半电池的pH值和观测电压的关系将测量计的正极端与标准半电池相连。 Ey1.213V普通的燃料电池通常是基于甲醇的燃烧反应。首先找到一种适于以下阳极反应的好的催化外表;CH3OHl6OHCO2g5H2Ol6e阴极反应与已研究成功的氢一氧燃料电池的阴极反应相同:O2g2H2Ol4e4OH计算该燃烧电池的电动势标准态下。 0.23V,44kJ计算当Ag和Cu2浓度分别为4.2×106M和1.3×103M时,电对Ag/Ag和Cu2/Cti组成的电池的电动势。计算在指定浓度下细复原1mol Cu2的G。 7

26、×1038 M假设产物铜离子能通过形成不溶性盐而保持极低的浓度,铜就能复原锌离子。假设该反应可以发生,Zn2为1M,计算溶液中Cu2的最大浓度? 0.5估计如下反应的平衡常数;Fe(CN)64Co(dip)33Fe(CN)63十Co(dip32其中dip是联吡啶的编写。 10.0154;20.180V当将一错金属棒加人0.0100M Co(en)33的溶液中,发现有68的钴配合物被复原为Co(en)321试求下述反应的K值?Pb2Co(en)33Pb22Co(en)322计算EyCo(en)33/Co(en)32?其中en是1,2乙二胺的缩写。 3.7×106M电对TI/T

27、I是通过将TIBr溶到他和的0.1 MKBr溶液而制得,这样TI与难溶的溴化物到达平衡。此电对与含有0.1M Pb2的电对Pb2/Pb构成的电池的电动势为0.443V计算TIBr的溶解度 0.372V将Ag(NH3)2完全离解为Ag和NH3的Kd6.0×108。查表计算如下反应的Ey。Ag(NH3)2eAg2NH3 1025计算由Pd2和I生成PdI42的Ks? 201kJ已知黄素电对的Ey,值为0.22V,计算pH为7时,用1mol O2(latm氧化1mol黄素每分子转移两个电子的Gy,提示:O2复原为H2O时使用Ey,而不用Ey。 2.55×1011mol/L于0.1

28、00mol/LFe3和0.250mol/LHCl混合溶液中,通入H2S气体使之到达平衡,求此时溶液中Fe3物质的量浓度。已知饱和H2S溶液的浓度为0.1000mol/L,条件电位0S/H2S0.141v,0Fe/Fe0.71V。 1电池反应:Sn22Fe3Sn42Fe2 Ey0.617VGnFEy119kJ2K6.92×1020一种含有Sn2的溶液用Fe3进行电位滴定。已知:Sn42eSn2 Ey0.154V Fe3eFe2 Ey0.771V1写出总反应式,并计算反应的标准自由能变。2确定反应的平衡常数。 1E电池0.102V 2E电池0.118V 3E电池0.511V现有20mL

29、0.10mol/L Sn2用0.2mol/L的Fe3来滴定,计算电池的电动势。1加入5mL Fe3溶液2在等当点equivalence piont3加入30mL Fe3溶液时甘汞电极EyS.C.E0.242V常用作滴定的参比电极。 当OH1mol/L时,因为Mg(OH)2的Ksp5.6×1012 所以Mg25.6×1012,由Nernst方程:EyBMg(OH)2/Mg2.69此值小于pH14时,EH/1/2H2值为0.83V,故溶剂被复原是可能的。已知Mg2aq2eMgs EAy2.36V。在碱液中,该电对变为Mg(OH)2s2eMgs2OHaq。氢氧化镁的Ksp5.6&

30、#215;1012,试计算碱液中电对的EBy,这时在热力学上镁能否将溶剂复原为氢气。 11.0kJ/mol 14Pa在298.2K时,电池PtH2py| NaOHaq| Ag2OsAgs的电动势E1.172V,化学反应H2g1/2O2gH2Og的rGmy228.6kJ/mol,水的饱和蒸汽压为3.168kPa。试求该温度下固体Ag2O的fGmy及其分解压。已知:F96500C/mol,R8.314J/mol·K,py101.3kPa要求写出必要的运算过程。 1用多孔碳或多孔镍、钠等作电极材料,电极将电池间隔成三部分;中间部分装电解质常用KOH,把H2和O2连续不断地从两侧正、负极通入

31、,气体通过隔膜缓慢扩散到KOH溶液中并发生反应,便能不断产生电流。2298K:E1.23V;353K:E1.18V3因为在常温下氢和氧反应生成水的速度极慢反应的活化能很大,升高温度以增大反应速度,使氢燃料电池能够提供较大的可利用的电流强度。氢燃料电池。在燃料电池中,有水形成:1/2H2O2H2Ol1怎样才能构成这样一个电池?2计算在298K和353K的标准电位。3为什么这样的电池在高温下使用?液体水的标准生成焓Hy285.9kJ/mol标准熵J/K·mol如下;H2 130.6 O2:205.0 H2Ol69.9 4Ru(bipy)332H2ORu(bipy)324HO2或Ru(bi

32、py)32*2H2ORu(bipy)34HO2其中Ru(bipy)32Ru(bipy)32*可通过吸收可见光来实现,所吸收光的波长根据Ehc/可求得。水的光分解作用。JMLehn1987年诺贝尔奖得主在水的光分解中应用了络合物Ru(bipy)32:Ru(bipy)32Ru(bipy)32* 对应的能量为2.12eV。怎样能使水的光分解作用发生?标准电位:Ru(bipy)33/Ru(bipy)32 E1y1.26V 1负极:H22OH2H2O2e 正级:Ag2OH2O2e2Ag2OH2电池反应:Ag2OH2AgH2O31.0×104atm已知25、1atm时,电池Pt | H21atm

33、| 稀NaOHaq| Ag2O | Ag的电动势为1.17V,且知Gf,H2Ol237.2kJ/mol。1写出电极反应式;2写出电池反应方程式;3计算25时,Ag2O的分解压力。R8.314J/mol·K,lnX2.3lgX,F96500C/mol 1PbO2Pb4H2SO42PbSO42H2O2电池电压为208V32PbSO42H2OPbO2Pb4H2SO42 转换PbSO4的总量为:113g铅蓄电池相应的电池为:Pb,PbSO4 | H2SO4 | PbO2,PbSO4,Pb1写出放电的反应方程式;2计算电解质为1mol/L硫酸时的电池电压pH0时的标准电位:Pb2/Pb为0.1

34、3V,PbO2/Pb2为1.46V;PbSO4的溶度积Ksp2×108。3充电时发生什么反应?当用1A电流向电池充电10h,转换的PbSO4的质量是多少PbSO4的摩尔质量为303g/mol? 1Ey0.707V 2Ey0.325V 3K2.9×105Cu2常用碘量法来测定,Cu2被复原为Cu,I被氧化为I2,反应式为2Cu24I2CuIsI2aq。两个电对的电极电位分别为Cu2eCu Ey0.153V,I22e2I Ey0.535V。在标准状况下,Cu2与I反应并不自发,但该碘量法滴定可以发生,请对以下反常情况给予说明。1CuI的溶解度应很小,KSP1.1×10

35、12,计算:在cI1mol/L时,Cu2IeCuI的Ey。2用1的结果,计算反应2Cu24I2CuIsI2的电动势,反应自发吗?3计算2中反应的平衡常数。Ru(bipy)32/Ru(bipy)3 E2y1.28V bipy为配体联吡啶 1K106 Cu24.96×103mol/L Cu7.04×105mol/L2H2O2、Cl2能发生歧化反应:2H2O22H2OO2需催化剂 Cl22OHClOClH2O需碱性3稳定 pH34在碱性介质中复原Cu2或其络离子,如醛与费林溶液反应。Cu离子的歧化反应Cu和二个氧化复原对都有关氧化复原对a:CueCu E1y0.52V氧化复原对b

36、:Cu2eCu E2y0.16V1请写出Cu离子的歧化反应式,并计算其平衡常数,利用表示式:(RT/F)lnx0.06lgx把1.00×102mol的Cu溶在1.0L水中,计算此溶液的组成以mol/L表示。2除了Cu离子以外,另外再列出二种化学物质,它们在水溶液中有歧化反应,请写出有关的反应方程式,并且指出歧化反应发生时的实验条件。3Cu氧化物Cu2O和1.00×102mol/L的Cu2溶液接触时,是否稳定?Cu氧化物的KspCuOH1015 请计算在什么pH下Cu2O是稳定的?4请设计一个简单的实验来观察Cu2O的沉淀反应。 1E100.14V2K21012 E200.1

37、V3E20E10,故Cu(NH3)2不能发生歧化。Cu2离子和Cu离子的络合作用1Cu(NH3)2络离子的离解常数K1×1011请计算Cu(NH3)2eCu2NH3的标准电极电位e.m.fEy;2Cu(NH3)422eCu4NH3 E300.02V请计算Cu(NH3)42的离解常数?从上面的条件推导出:Cu(NH3)42eCu(NH3)422NH3的标准电极电位e.m.f.。3Cu(NH3)2阳离子能发生歧化反应吗? 17.08×1052在金属铜存在下,能与Cu2离子平衡存在的Cu2离子浓度很低,如果Cu2离子浓度较大,超过计算出的比值,则Cu就从它们的过饱和状态游离出来,

38、发生如下反应:2CuCuCu2。从而产生金属铜粉,这些铜粉沉入电解槽底部而成为阳极泥。在铜的电解精炼过程中之所以生成阳极泥主要由沉入电解槽底部的铜粉组成,据认为是由于电解过程中,在电解质本体溶液里发生了如下反应:2CuCuCu2已知:298.15K时以下可逆电极反应的标准复原电极电势Cu22eCu ECu2+/Cu0.340VCu2eCu E Cu2+/Cu+0.167V气体常数R8.314J/K·mol,法拉第常数F96500C/mol请解答以下问题:1试计算在298.15K时,假设上述反应达平衡时,电解质溶液中Cu和Cu2两种离子的相比照例。2按照上述反应方程式说明生成阳极泥的原

39、因。 2×1026mol/L求在金和Cl的含量分别为0.010mol/L和1.0mol/L的溶液中,Au3的浓度为多少?Au33eAu E01.50V AuCl43eAu4Cl E00.994V 1因为E1yE2y,故在溶液中Au易发生歧化反应生成Au3和Au:3AuAu3Au;平衡时Au9.0×105mol/L2KK·K13/K2 当XBr时,K1.37×105 XCN时,K1.37×1049结论:当Au形成络合物AuX2时,其歧化倾向大大减小。3EAu(CN)2-/Au0.566V EO2/H2O0.539V可见在此情况下O2可将Au氧化,

40、即发生以下反应:4Au8KCN2H2OO24KAu(CN)24KOHAu阳离子的稳定性。标准电位:Au/Au的E1y1.68V;Au3/Au的E2y1.50V。1说明Au是不稳定的。在103mol/L的Au3溶液中Au的最大浓度是多少?2在过量的阴离子X存在下Au生成络合物AuX2离解常数K1,Au3生成络合物AuX4离解常数K2,当AuX2是稳定的情况下导出K1和K2的关系。当XBr,pK112,pk232;当XCN,pK138,pK256从中得到什么结论?3金片能溶于被氧气饱和的1mol/L的KCN溶液,如何解释这一现象pH0时的标准电位:O2/H2O的Ey1.23V;HCN的pKa9.4

41、。 1K9.3×103 Hg229.91×103mol/L Hg29×105mol/L2由于Hg2和加入的试剂可形成更难溶的Hg(OH)2Ksp3.0×1026和更稳定的HgY2lgK形21.80,致使EHg/Hg2E Hg2/Hg,放相应的Hg22的化合物发生歧化反应,生成Hg(OH)2和Hg或HgY2和HgHg(OH)2易分解为HgO和H2O。同理,H2S通入Hg22盐溶液中,生成更难溶的HgS和Hg;Hg22盐和过量CN、SCN、I、Br等反应也能生成Hg(CN)42、Hg(SCN)42、HgI42、HgBr42配离子和Hg。Hg阳离子的歧化作用。

42、标准电位:Hg22/Hg的E1y0.79V;Hg2/Hg的E2y0.85V。HgO的溶度积Ksp1025;HgY2的离解常数KD1025Y4为EDTA的四价阴离子。1计算下述反应的平衡常数:Hg22Hg2Hg当Hg与102mol/L的Hg(NO3)2反应时,溶液的最后组成是什么?2无论是NaOH还是Na2H2Y加入到Hg2(NO3)2溶液中都发现有汞生成,请给予解释。 11.65×108 27.65近似溶度积的测定。Hg生成微溶于水的Hg2(HCOO)2简写为Hg2A2,考虑下述电池:Ag,AgCl | NaCl,NaA | Hg2A2,Hg,Pt1对于等浓度的NaCl和NaA,电池

43、电压为E0.338V,计算Hg2A2的溶度积。标准电位如下:氯化银电极为0.222V;Hg22/Hg电极为0.790V。2计算Hg2A2饱和溶液的pH甲酸pKa3.80。 1aNO33H2eHNO2H2O 0.93VbHNO2HNO2 Ka4.6×104c2H2O2H2OH KKw2将半反应a与标准氢电极组成原电池反应:dNO33HH2HNO2H2O2H E0.93V反应d:lgK2×0.93/0.059 1bcd:NO3H2OH2NO22OH2H elgKe1gKa1gKw22×0.93/0.059 10.135E0.000.059 1×0.135/2

44、0.004 0V 0.004 0V2abce2d:Mgs2HaqMg2aqH2g454.75kJ/molE0.002.36V故2.36V多重平衡规则在未知电位的计算中起着非常重要的作用,请利用该规则完成以下问题。1已知:NO33H2eHNO2H2O;E10.93V,KaHNO24.6×104。求:NO3H2O2eNO22OH的E2值。2已知:aMgs1/2O2gMgOs rG569.44kJ/molbMgOsH2OeMg(OH)2s rG26.95kJ/molcH2O1H2g1/2O2g rG237.19kJ/moldH2O1HaqOHaq Kw1.0×1014eMg(OH

45、)2sMg2aq2OHaq Ksp5.61×1012求:Mg2aq2eMgs的E值。 1EyHg2Cl2/Hg0.282V 2Ka1.52×103 3Fe31016.4mol/L25时,测量以下电池的电动势:HgHg2Cl2 | KCl1mol/L| S | Pt十S代表Fe2、Fe3和HCl混合溶液假设S溶液为Fe33.32×104mol/L,Fe22.17×104mol/L以及HCl1.24×103 mol/L时,电池的电动势为0.392V;假设S溶液为Fe31.66×103mol/L,Fe21.08×103mol/L以

46、及HCl1.17×103 mol/L时,电池的电动势为0.407V。假设Fe3与水的作用为一元弱酸:Fe3H2OFe(OH)2H且Fe2不是酸,而配合物如FeCl2的生成可忽略不计。1试求EyHg2Cl2/Hg的值;2试求Fe3作为一元弱酸的Ka值。3计算Fe3浓度为多大mol/L时,恰好有Fe(OH)3沉淀出现。EyHg22+/Hg0.797V KspHg2Cl23.45×1018 Ksp,Fe(OH)31037.4 Kw1014 1正极:Ni(OH)2(s)2eNis2OH 负极:H2(g)2e2OH2H2Ol电池反应:Ni(OH)2sH2gNis2H2Ol2正极:1/2O2gH2Ol2e2OH负极:H22OH2e2H2OEyO2/OH-0.401V3Ky1.37×1038 Qp0.46 Ni(OH)2在干燥空气中不能够自动分解为Nis、Og和

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