最新作业题解第4章氧化还原反应与电化学课件

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,作业题解第4章氧化还原反应与电化学,3.用离子-电子法配平下列半反应,(1)NO,3,-,NO,2,-,(,酸性介质),(2) Br,2,BrO,3,-,(,碱性介质),(3) H,2,O,2,H,2,O,(,酸性介质),(4) H,2,O,2,O,2,(,碱性介质),(5)CrO,4,2-,CrO,2,-,(,碱性介质),解：(1),NO,3,-,+2H,+,+2e,-,=,NO,2,-,+H,2,O,(2) Br,2,+12OH,-,=2BrO,3,-,+6H,2,O +10e,-,(3) H,2,O,2,+2H,+,+2e,-,=,2H,2,O,(4) H,2,O,2,+2OH,-,=,O,2,+2H,2,O +2e,-,(5)CrO,4,2-,+2H,2,O+3e,-,=,CrO,2,-,+4OH,-,8.,下列电池反应中，当,Cu,2+,浓度为何值时，该原电池的电动势为零？,Ni + Cu,2+,(x moldm,-3,)= Ni,2+,(1.0 moldm,-3,) + Cu,9,.,由镍电极和标准氢电极组成原电池。,若,c(,Ni,2+,)=0.01,moldm,-3,时，原电池的电动势为0.288,V，,其中,Ni,为负极。试计算镍电极的标准电极电势。,8.解:,(+)=,(,Cu,2+,/Cu,)+(0.059/2)lgc(,Cu,2+,),=0.3402+(0.059/2)lgc(,Cu,2+,),(-)=,(,Ni,2+,/Ni,)=-0.23V,由,E= ,(+)-,(-)=0,得：,(+)=,(-)，,即,0.3402+(0.059/2)lgc(,Cu,2+,) =-0.23, c(,Cu,2+,) =4.69,10,-20,9.解:,E= ,(+)-,(-)=,(,H,+,/ H,2,) - (,Ni,2+,/ Ni,),=-(,Ni,2+,/ Ni,),=-,(,Ni,2+,/ Ni,)-(0.059/2)lg0.01,=0.288, ,(,Ni,2+,/Ni,)=-0.23V,10.,由两个氢电极,H,2,(1.01325,10,5,Pa,),|H,+,(0.1 moldm,-3,),和,H,2,(1.01325,10,5,Pa,),|H,+,(x moldm,-3,),组成原电池，测得该原电池的电动势为0.016,V。,若电极,H,2,(1.01325,10,5,Pa,),|H,+,(x moldm,-3,),作为该原电池的正极，问组成该电极的,H,+,浓度为多少？,11.,今有一种含有,Cl,-,、Br,-,、I,-,三种离子的混合溶液，欲使,I,-,氧化为,I,2,而又不使,Br,-,、,Cl,-,氧化，在常用的氧化剂,Fe,2,(SO,4,),3,和,KMnO,4,中，选用哪一种能符合上述要求？,10.解:,负极：,H,2,=,2,H,+,+ 2e,-,正极：,2,H,+,+ 2e,-,= H,2,E= ,(+)-,(-),=(0.059/2)lg,x,2,/1 - (0.059/2)lg0.1,2,/1,=0.059(,lg,x,+ 1),=0.016 V,lg,x,=-0.729,即:,x,=0.19,moldm,-3,11.解:,已知：,(I,2,/I,-,)=+0.535V,(Br,2,/Br,-,)=+1.065V,(Cl,2,/Cl,-,)=+1.3583V,(,Fe,3+,/Fe,)=+0.770V,(,MnO,4,-,/ Mn,2+,)=+1.491V,即:,(,I,2,/I,-,) ,(,Fe,3+,/Fe,),(Br,2,/Br,-,),(,Cl,2,/Cl,-,),(,MnO,4,-,/ Mn,2+,),选择,Fe,2,(SO,4,),3,合适。,12.,通过实验得到如下现象,(1)在水溶液中，,KI,能与,FeCl,3,反应生成,I,2,和,FeCl,2,，,而,KBr,则不能与,FeCl,3,反应；,(2)溴水能与,FeSO,4,溶液作用生成,Fe,3+,和,Br,-,离子，而碘则不能与,FeSO,4,反应。,根据以上现象定性地推断,Br,2,/Br,-,、,I,2,/I,-,和,Fe,3+,/Fe,三电对电极电势的大小。,解:,(,I,2,/I,-,) (,Fe,3+,/Fe,)(Br,2,/Br,-,),13.,求反应,Sn,+ Pb,2+,(1 moldm,-3,)= Pb+Sn,2+,(1moldm,-3,),在298.15,K,时的平衡常数，并写出原电池符号。,13.解：,原电池符号：,(-),Sn,|Sn,2+,(1moldm,-3,) |,Pb,2+,(1moldm,-3,) |,Pb,(+),+,= ,(,Pb,2+,/,Pb,)=-0.1263V,-,= ,(,Sn,2+,/,Sn,)=-0.1364V,E,=,+,-,-,=-0.1263-(-0.1364),= 0.0101V,14.,已知原电池：,(-),Pb,|Pb,2+,(0.01moldm,-3,) | Ag,+,(1moldm,-3,) |,Ag,(+),(1),求,298.15,K,时原电池的电动势。,(2),写出电池反应并计算反应的,G,值。,(3),分别从,E,值和,G,值计算反应的平衡常数。,解: 负极：,Pb= Pb,2+,+2e,-,正极：,Ag,+,+e,-,= Ag,(1),(+)=,(,Ag,+,/Ag,)=+0.7996V,(-)=,(,Pb,2+,/Pb,)+(0.059/2)lg0.01,=-0.1263-0.059=-0.1853V,E= ,(+)-,(-)=,0.7996-(-0.1853)=0.9849V,(2),电池反应：,Pb+2Ag,+,=Pb,2+,+2Ag,G,=-nFE,=-2,96485,0.7996-(-0.1263), 10,-3,=-178.67 kJmol,-1,(3),方法,:,lgK,= -,G,/ 2.303RT,= -178.67 10,3,/2.303 8.314 298.15,解得:,K,=1.98,10,31,方法:,lgK,=nE,/0.059=2,0.7996-(-0.1263),/0.059,=31.39,解得:,K,=2.43,10,31,(3),(,Sn,4+,/ Sn,2+,)=+0.15V,(,Fe,3+,/ Fe,2+,)=+0.770,E,=,(,Sn,4+,/ Sn,2+,),- ,(,Fe,3+,/ Fe,2+,),= 0.15 - 0.770 =-0.62V0,即,Fe,3+,为氧化剂，,Cu,为还原剂,所以反应正向进行。(,Cu+2Fe,3+,Cu,2+,+2Fe,2+,),(2),(,Fe,3+,/ Fe,2+,)=+0.770,(,Cr,2,O,7,2-,/ Cr,3+,)=+1.33V,E,=,(,Fe,3+,/ Fe,2+,) - ,(,Cr,2,O,7,2-,/ Cr,3+,),=0.770- 1.33=-0.56V0,即,Cr,2,O,7,2-,为氧化剂，,Fe,2+,为还原剂,所以反应逆向进行。,即：6,Fe,3+,+2Cr,3+,+7H,2,O,Cr,2,O,7,2-,+ 6Fe,2+,+14H,+,17.,试求下列电池反应在298.15,K,时的,G,值。说明反应是否能从左至右自发进行。,(1)1/2,Cu+1/2Cl,2,(101325 Pa)=1/2Cu,2+,(,1moldm,-3,)+,Cl,-,(,1moldm,-3,),(2),Cu+2H,+,(0.0,1moldm,-3,)=,Cu,2+,(0.,1moldm,-3,)+,H,2,(0.9,101325,Pa),17.解: (1),(,+,)=,(,Cl,2,/ Cl,-,)=+1.3583V,(,-,)=,(,Cu,2+,/Cu,)=+0.3402V,G,=-nFE=-1,96485(,1.3583- 0.3402),10,-3,=-98.23 kJmol,-1,0,反应不能自发进行。,18.,在,298.15,K,时，由,Co,|Co,2+,(1moldm,-3,),和,Cl,2,(101325Pa) |,Cl,-,(,1moldm,-3,),组成原电池，测得其电动势为1.63,V，,此时钴电极为负极。现已知氯电极的标准电极电势为1.36,V，,问：,(1),此电池反应的方向如何？,(2),钴电极的标准电极电势为多少？,(3)当,氯气的压力增大或减小时，原电池的电动势将如何变化？,(4),当,Co,2+,浓度降低时，原电池的电动势将如何变化？,18.解: (1),Co+Cl,2,(g)=Co,2+,+2Cl,-,(2),E,=,(,+,) - ,(,-,),= ,(,Cl,2,/,Cl,-,) - ,(,Co,2+,/,Co,),(,Co,2+,/,Co,)= ,(,Cl,2,/,Cl,-,) - E,=1.36-1.63=-0.27V,(3),Cl,2,+2e,-,=,2,Cl,-,(,+,)=,(,Cl,2,/,Cl,-,)+(0.059/2)lg p(,Cl,2,)/p,/c,2,(,Cl,-,)/c,p(,Cl,2,) ，(,Cl,2,/,Cl,-,) ， (,+,) ，E ；,p(,Cl,2,) ，(,Cl,2,/,Cl,-,) ， (,+,) , E 。,(4),(,-,)=,(,Co,2+,/,Co,)= ,(,Co,2+,/,Co,)+(0.059/2)lgc(Co,2+,),c(Co,2+,),(,-,),E,。,19.,从标准电极电势值分析下列反应向哪一方向进行？,MnO,2,+2Cl,-+,+4H,+,Mn,2+,+Cl,2,+2H,2,O,实验室是根据什,么,原理，采取什,么措施，使之产生,Cl,2,气的？,19.,(,MnO,2,/ Mn,2+,)=+1.208V,(Cl,2,/Cl,-,)=+1.3583V,(,MnO,2,/ Mn,2+,) ,(,Cl,2,/,Cl,-,) ，,这时反应正向进行，生成,Cl,2,气。,判断歧化反应能否发生的一般规则：,按元素的氧化数由高到低的顺序把各物种的化学式从左到右写出来：,A,左,B,右,C,(1),若,右,左,，,B,既是,值大的电对的氧化态，可作氧化剂；又是,值小的电对的还原态，又可作还原剂，所以,B,能够自发发生歧化反应：,B+B,A+C,(2),若,右,0,歧化反应可以进行。,即：3,MnO,4,2-,+4H,+,=2,MnO,4,-,+,MnO,2,+2H,2,O,21.,用反应式表示下列物质的主要电解产物。,(1)电解,NiSO,4,溶液，阳极用镍，阴极用铁。,(2),电解熔融,MgCl,2,，阳极用石墨，阴极用铁。,(3)电解,KOH,溶液，两极都用铂。,21.解: (1),阳极：,Ni=Ni,2+,+2e,-,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,(2),阳极：2,Cl,-,=Cl,2,+2e,-,阴极：,Mg,2+,+2e,-,=Mg,(3),阳极：4,OH,-,=O,2,+2H,2,O+4e,-,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,