电化学原理及其应用习题xz.ppt

1 下列电极反应中 溶液中的pH值升高 其氧化态的氧化性减小的是 A Br2 2e 2Br B Cl2 2e 2Cl C MnO4 5e 8H 2Mn2 4H2OD Zn2 2e Zn 一 选择题 C 提示 2 与下列原电池电动势无关的因素是Zn Zn2 H H2 Pt A Zn2 的浓度B Zn电极板的面积C H 的浓度D 温度 B 提示 电极电势不仅与组成电极的物质有关 还与反应物浓度 压力及反应温度有关 3 298K时 已知 Fe3 Fe 0 771V Sn4 Sn2 0 150V 则反应2Fe2 Sn4 2Fe3 Sn2 的 rGm 为 kJ mol A 268 7B 177 8C 119 9D 119 9 提示 D Sn4 Sn2 Fe3 Fe2 0 150 0 771 0 621V G 原电池 nF 4 判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存 ASn2 和Hg2 B SO32 和MnO4 C Sn4 和FeD Fe2 和Sn4 D 提示 判断溶液中离子共存的可能性 0说明两离子不能共存 已知 Hg2 Hg 0 851V Sn4 Sn2 0 15V MnO4 Mn2 1 49V SO42 H2SO3 1 29V Fe2 Fe 0 44V Fe3 Fe2 0 776 例 例如 判断在酸性水溶液中下列离子共存的可能性 Sn2 和Hg2 SO32 和MnO4 Sn2 和Fe2 解 Sn2 和Hg2 其中Hg2 只能作氧化剂 查表 Hg2 2e Hg 0 851v正极Sn2 2e Sn4 0 15v负极 正极反应 负极反应 电池反应 Hg2 Sn2 Hg Sn4 0 851 0 15 0 731 0 说明两离子不能共存 Sn4 2e Sn2 中间价态 最高价态只能得电子 正极 SO32 和MnO4 其中MnO4 只能作氧化剂 MnO4 8H 5e Mn2 4H2O MnO4 Mn2 1 49V 正极反应 2 负极反应 5 电池反应 2MnO4 5SO32 6H 2Mn2 5SO42 3H2O 1 49 0 20 1 29 0 Sn2 和Fe2 第一种情况 Fe2 2e Fe 0 44vSn2 2e Sn4 说明两离子不能共存 SO32 H2O 2e SO42 2H SO42 2H 2e SO32 H2O 0 20v Sn4 2e Sn2 0 15v 正极 负极 电池反应 Fe2 Sn2 Fe Sn4 0 44 0 15 0 59 0反应不能发生 第二种情况 Sn2 2e Sn 0 14vFe2 e Fe3 0 77v 正极反应 负极反应 2 电池反应 2Fe2 Sn2 2Fe3 Sn 0 14 0 77 0 91 0反应不能发生 两离子能共存 两离子能共存 Fe3 e Fe2 0 77v 5 已知下列反应在标准状态下逆向自发进行Sn4 Cu Sn2 Cu2 Cu2 Cu 1 Sn4 Sn2 2 则有 A 1 2 B 1 2 C 1 2 D 都不对 提示 C 正向反应得电子正极 Sn4 Sn2 为正极逆向反应Sn4 Sn2 为负极 逆 E E 0 Cu2 Cu Sn4 Sn2 0 1 现有三种氧化剂Cr2O72 H2O2 Fe3 若要使Cl Br I 混合溶液中的I 氧化为I2 而Br 和Cl 都不发生变化 选用最合适 Cl2 Cl 1 36V Br2 Br 1 065V l2 l 0 535V 提示 Fe3 0 0 Cr2O72 Cr3 1 232V H2O2 H2O 1 776V Fe3 Fe2 0 776V 大于I2小于Br和Cl 二 填空题 2 把氧化还原反应Fe2 Ag Fe3 Ag设计为原电池 则正极反应为 负极反应为 原电池符号为 Ag e Ag Fe3 e Fe2 Pt Fe2 Fe3 Ag Ag 提示 利用电池符号书写规则 3 在 n ne M s 电极反应中 当加入 n 的沉淀剂时 可使其电极电势值 如增加 的量 则电极电势 降低 不变 提示 加入 n 的沉淀剂 不是加入 n 本身 所以c n 减小 联合公式氧化型形成沉淀 降低 由于固体不写入平衡常数表达式中 所以不影响 4 已知 Ag Ag 0 800V KspAgCl 1 6 10 10则 AgCl Ag 0 22V 提示 实际AgCl e Ag Cl 实质Ag e Ag 例6 6 计算25 时 AgI Ag电极的标准电极电势 已知 Ag Ag 0 7996V K sp 1 5 10 16 溶液中Ag 的浓度由 c Ag c c I c K sp确定 标准状态下c I 1mol dm 3 氧化型形成沉淀 还原型形成沉淀 5 已知电极反应Cu2 2e Cu的E 为0 347 则电极反应2Cu 4e 2Cu2 的E 值为 0 347V 电极电势 为相对值 是相对于标准氢电极而言的 与电极反应进行的方向无关 提示 三简答题1 电极主要有哪几类 试各举一例 解 金属电极 如 Zn s Zn2 氧化 还原电极 Pt Fe2 Fe3 气体 离子电极 Pt H2 H 金属 金属难溶盐电极 Cl c AgCl s Ag s 负极失电子位于左边 1 Fe Fe2 Cu2 Cu Fe2 2e Fe Cu2 2e Cu 2 Cu Cu2 Ag Ag Cu2 2e Cu Ag e Ag 3 Sn Sn2 H H2 Pt Sn2 2e Sn 2H 2e H2 2 下列反应在原电池中发生 试写出原电池符号和电极反应 3 在酸性溶液中含有同浓度的Fe3 Cr2O72 和MnO4 当通入H2S时 还原的顺序如何 写出有关化学反应方程式 Fe3 Fe2 0 771V Cr2O72 Cr3 1 232V MnO4 Mn2 1 507V先还原MnO4 再还原Cr2O72 最后还原Fe3 MnO4 4H2S Mn2 4S 4H2O2Fe3 H2S 2Fe2 S 2H Cr2O72 3H2S 8H 2Cr3 3S 7H2O 差值大的先被还原 大的氧化性强 先被还原 4 今有一种含有Cl Br I 三种离子的混合溶液 欲使I 氧化为I2 而又不使Cl Br 氧化 在常用的氧化剂Fe2 SO4 3和KMnO4中 选择哪一种能符合上述要求 解 欲使I 氧化为I2 而又不使Cl Br 氧化 大于I且小于Cl Br Fe3 Fe2 0 771V I2 I 0 5355V Cl2 Cl 1 3583V Br2 Br 1 066V MnO4 Mn2 1 507V 解 MnO2 4HCl Cl2 MnCl2 2H2O MnO2 Mn2 1 224V Cl2 Cl 1 3583V MnO2 Mn2 Cl2 Cl 0 在标准状态下不能自发进行 四计算题1 在298K时的标准状态下 MnO2和HCl反应能否制得Cl2 如果改用12mol L 1的浓HCl呢 设其他物质仍处在标准态 MnO2 4H 2e Mn2 2H2O 当HCl浓度为12mol L时 Cl2 2e 2Cl MnO2 Mn2 Cl2 Cl 1 3548 1 294 0 自发进行 计算298K时下列电池的电动势及电池反应的平衡常数 1 Zn Zn2 0 1mol L 1 Cu2 0 5mol L 1 Cu 2 Sn Sn2 0 05mol L 1 H 1mol L 1 H2 105Pa Pt 解 Zn Cu2 Zn2 Cu根据Nernst方程 2 Sn 2H Sn2 H2 K 的计算同上 K 8 83 105 解 核心电极为Ag e AgAg2C2O4 s 2Ag aq C2O42 aq 基本反应的离子浓度为1mol l 3 已知银电极Ag eAg标准电极电势为0 7996V Ag2C2O4的溶度积常数为3 5 10 11 求电极Ag2C2O4 2e 2Ag C2O42 的标准电极电势 4 将下列反应组成原电池 写出电池符号 根据标准电极电势计算该电池的 计算电池反应的 G 反应为 Zn Ni2 Zn2 Ni 解 Ni2 Ni Zn2 Zn 0 257 0 7618 0 5048V rGm nF 2 96490 0 5048 97 42KJ mol 5由标准氢电极和镍电极组成原电池 如当c Ni2 0 01mol L 1时 电池的电动势为0 316V 其中Ni为负极 计算镍电极的标准电极电势 解 Ni H H2 Ni2