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2023年9月23日发(作者:赵沪湘)
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
一、思考题
1. 什么叫原电池?它由哪几部分组成?如何用符号表示一个原电池?
答案:电池由两个电极和电极之间的电解质构成,因而电化学的研究内容应包括两个方面:一是电解质
的研究,即电解质学,其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等;另
一方面是电极的研究,即电极学,其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质,也就是电极和电解质
界面上的电化学行为。利用化学反应产生电能的装置,也称为化学电池 ;但不是所有的电池都属于此类
化学电池。
构成原电池的条件:
电极材料 : 是由活性物质与导电极板所构成,所谓活性物质是指在电极上可进行氧化还原的物质。两
电极材料活性不同,在负极上发生氧化反应;正极上发生还原反应。
电解液 : 含电解质的溶液。 构成回路
2. 原电池和电解池在结构和原理上各有何特点?
答案:
原电池与电解池的比较
原电池 电解池
(1)定义 化学能转变成电能的装置 电能转变成化学能的装置
合适的电极、合适的电解质溶液、形成电极、电解质溶液(或熔融
(2)形成条件 回路 的电解质)、外接电源、形
成回路
(3)电极名称 负极 正极 阳极 阴极
(4)反应类型 氧化 还原 氧化 还原
(5)外电路电子流负极流出、正极流入 阳极流出、阴极流入
向
3. 离子-电子法配平氧化还原反应方程式的原则是什么?有什么步骤?
答案:两个半反应得失电子数相等。
配平步骤:
①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。
③分别配平两个半反应方程式,等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的
系数,使得、失电子数目相同。然后,将两者合并,就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。有时
根据需要可将其改为分子方程式。
4. 用离子-电子法完成并配平下列方程式(必要时添加反应介质):
(1) KMnO + KSO + HSOKSO + MnSO + HO
242324 2442
(2) NaBiO (s) + MnSO + HNOHMnO + Bi(NO)+ NaSO + NaNO + HO
343 433 2432
(3) CrO + HO + H
2722
2+
(4)
MnO + S + H Mn + HSO + HO
2232
+2+
(5) Zn + NO + HZn + NH + HO
342
+2++
-
—
1
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
(6) Ag + NO + H Ag + NO + HO
32
++
---
-
[Al(OH)] + NH (7) Al + NO + OH + HO
4332
5. 如何用图示表示原电池?
答案:原电池符号(电池图示):
‖
Cu(1.0mol () Zn Zn(1.0molL) L) Cu ()
22 1 1
书写原电池符号的规则:
①负极“-”在左边,正极“+”在右边,盐桥用“‖”表示。
②半电池中两相界面用“ | ”分开,同相不同物种用“,”分开,溶液、气体要注明, 。
cp
BB
③纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“,”分开
6. 请正确写出下例电池的电池表达式:
(1). 2I+2Fe=I+2Fe
2
(2). 5Fe+8H+MnO=Mn+5Fe+4HO
42
7. 电极有哪几种类型?请各举出一例。
答案:1、第一类电极:元素单质含该元素离子的溶液
2、第二类电极:金属难溶盐含该盐负离子的电解质溶液; 金属难溶盐酸或碱溶液
3、氧化还原电极
在同一溶液中存在某离子的氧化态和还原态,它们借助惰性电极作导体,在惰性电极上发生电极
反应。
8. 何谓电极电势?何谓标准电极电势?标准电极电势的数值是怎样确定的?其符号和数值大小有什么
物理意义?
答案:电极电势:双电层之间的电势差。标准电极电势:组成电极电势的电对的物质均处于标准态时。
电极电势的应用:
计算原电池的电动势
正极:电极电位代数值较大的电极; 负极:电极电位代数值较小的电极
E = E — E E ——原电池电动势
电池正负电池
例:将银棒插入AgNO中,将铂片插入含有FeSO和Fe(SO)的溶液中,并用盐桥联结,组成原电池。已
34243
知:
2
2++-2+3+
-3+2+
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
判断氧化剂、还原剂的相对强弱
E小的电对对应的还原型物质还原性强
θ
E大的电对对应的氧化型物质氧化性强
θ
判断氧化还原反应进行的方向
反应自发进行的条件为△rGm<0
∵ △rGm = –ZFEMF (电池反应)
即 EMF > 0 反应正向自发进行
EMF < 0 反应逆向自发进行
△rGm = –ZFE (电极反应)
即 E(+) > E(-) 反应正向自发进行
3
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
E(+) < E(-) 反应逆向自发进行
确定氧化还原反应进行的限度
9. 举例说明什么是参比电极。是不是所有参比电极的电极电势均为零伏?
答案:参比电极:指在一定的温度范围内,电极的电极电势恒定的且交易制作的电极。也就是说测量各
种电极电势时作为参照比较的电极。将被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成电池,测
定电池电动势数值,就可计算出被测定电极的电极电势。参比电极必须是电极反应为单一的可逆反应,
电极电势稳定和重现性好。通常多用微溶盐电极作为参比电极,氢电极只是一个理想的但不易于实现的
参比电极。
10. 原电池的电动势与离子浓度的关系如何?电极电势与离子的浓度如何?
答案:能斯特方程:
11. 原电池反应书写形式不同是否会影响该原电池的电动势和反应的吉布斯函数变△G值?
r
答案:原电池反应书写形式不同不会影响原电池的电动势(E值的大小和符号与组成电极的物质种类有
θ
关,而与电极反应的写法无关)。但会影响反应的吉布斯函数变△G值(△G
rr
是能量,由盖斯定律
。 )
决定的
12. 怎样判断氧化剂和还原剂的氧化、还原能力的大小?为什么许多物质的氧化还原能力和溶液的酸碱
性有关?
答案:判断氧化剂、还原剂的相对强弱:E小的电对对应的还原型物质还原性强;E大的电对对应的氧
θθ
化型物质氧化性强。因为许多氧化还原反应反应式中包含了H或OH
+-
4
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
13. 怎样理解介质的酸性增强,KMnO的电极电势代数值越大、氧化性增强?
4
答案:
EE
(MnO/Mn)=(MnO/Mn)+lg
44
14. 根据标准电极电势值,判断下列各种物质哪些是氧化剂?哪些是还原剂?并排出它们氧化能力和还
原能力的大小顺序。
Fe,MnO,Cl,SO,Cu,Sn,Fe,Zn
2+2-2+2+3+
428
15. 铁能使Cu还原,铜能使Fe还原,这两者有无矛盾,说明理由。
2+3+
已知E(Fe/ Fe) = -0.44V,E(Fe/ Fe)= 0.77V,E(Cu / Cu)= 0.34V
2+3+2+2+
16. 用标准电极电势的概念解释下列现象:
(1) 在Sn盐溶液中加入锡能防止Sn被氧化;
2+2+
(2) Cu 离子在水溶液中不稳定;
+
(3) 加入FeSO,使KCrO溶液的红色褪去。
4227
17. HO在碱性介质中可以把Cr(OH)氧化成CrO离子,而在酸性介质中能把CrO离子还原为Cr
223427
2-2-3+
离子,写出有关反应式,并用电极电势解释。
答案:⑴HO在碱性介质中能将Cr(OH)(四羟基铬[Ⅲ]阴离子)
224
氧
-
--
-2+θ-2+
c(MnO)/c[c(H)/c]
4
8
0.0592
2
c(Mn)/c
5
=0.87-(-0.13)=1.0V
⑵在酸性介质中,高锰酸钾与HO反应,此时HO作氧化剂还是还原剂?
2222
的电极电势等于1.491,而 的电极电势为+1.776V,
的身份出现,而只能作为氧化剂的身份出现,将[—O—O—]氧化成O,其反应为:
2-
2
E=1.491-0.682=0.809V
18. 银能从HI溶液中置换出H气,反应为:Ag + H +I == H + AgI,解释上述反应为何能进行。
22
+
答案:因为生成了很稳定的AgI沉淀。
19. 将下列反应写出对应的半反应式,按这些反应设计原电池,并用电池符号表示。
5
—
1
2
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
答案:把电池总反应中还原态物质与相应氧化态物质组成负极。
⑴氧化还原反应分解成两个半反应。
⑵根据电子得失将负极写在电池符号的左边,正极写在右边。
(1)Ag + Cu (s)Ag (s) + Cu
+2+
(2)Pb + Cu (s) + S Pb (s) + CuS
2+2-
(3)Pb (s) + 2H + 2ClPbCl (s) + H(g)
+
-
22
20. 常见的化学电源有哪几种类型?写出铅蓄电池放电及充电时的两极反应。
答案:类型:一次电池、二次电池和燃料电池等等。
1.铅蓄电池放电
设铅蓄电池已经过别的电源充电,这时正极板表面是一层二氧化铅(PbO),而负极极为海绵状铅。
2
电解波(稀硫酸溶液)中分子离解,形成正的氢离子(2H)及负的硫酸根离子(SO2)。当铅蓄电池
4
接入负载,闭合电路产生电流,在蓄电池内部的电流是离子电流,方向是由负极板向正极板。
所以正的氢离子向正极板移动,在正极板上产生如下的化学反应
PbO+2H+HSO=2HO+PbSO
22424
负的离子(SO2)向负极板移动,在负极板上发生的化学反应为:
4
Pb+SO2=PbSO
244
可见,在铅蓄电池放电终结时,两极板表面都生成硫酸铅,电解液中硫酸则随放电过程而被消耗,
同时形成水,使硫酸溶液浓度变小。这样由于两极板都是同一种物质的导体,就不能作为化学电源了。
2.铅蓄电池充电
将另一个电源的正、负极与被充电的铅蓄电池的正、负极相连。这时蓄电池内部电流方向是从正极
板向负极板,硫酸溶液中的正的氢离子向负极板移动。在负极板上发生的化学反应为:
PbSO+2H=Pb+HSO
4224
+
2-
2-
+
+2-
可见经过充电,负极板表面又重新形成一层海绵状的铅,同时形成硫酸,硫酸溶液中的硫酸根负离子
2-
2-
(SO)向正极板移动,与正极板发生的化学反应为:
4
PbSO+2HO+SO=PbO+2HSO
424224
可见充电的结果,使两个极板表面成为不同物质的导体,硫酸的浓度也得到恢复,于是又成为化学电
源。
21. 燃料电池的组成有何特点?写出氢氧燃料电池的两极反应及电池总反应式。
答案:燃料电池是靠氢氧结合成水的反应来发电的。
特点:1 燃料电池在工作时必须有能量(燃料)输入,才能产出电能。
2 燃料电池所能够产生的电能只和燃料的供应有关,只要供给燃料就可以产生电能,其放电是连
续进行的。
3 燃料电池本体的质量和体积并不大,但需要一套燃料储存装置或燃料转换装置和附属设备才能
获得氢气,而这些燃料储存装置或燃料转换装置和附属设备的质量和体积远远超过燃料电池本身。
氢氧燃料电池:负极:2H+4OH(-)-4e(-)=4HO
22
正极:O+2HO+4e(-)=4OH(-)
22
22. 金属电化学腐蚀的特点是什么?防止或延缓腐蚀的方法有哪些?
答案:指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。金属电化学腐蚀的特
点是形成腐蚀电池。
金属的防护方法(常见)
1、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力(不锈钢、青铜器)。
6
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
2、在金属表面覆盖保护层
(1)涂矿物质油脂,油漆或覆盖搪瓷塑料。
(2)镀抗蚀金属--电镀、热镀、喷镀法。
(3)用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。
3、电化学保护法
牺牲阳极的阴极保护法(原电池原理)
(轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)。
23. 解释或回答下列问题:
(1) 含杂质主要为Cu、Fe的粗锌比纯锌更容易在硫酸中溶解。
(2) 在水面附近的金属比在水中的金属更易腐蚀。
(3) 铜制水龙头与铁制水管组合,什么部位易遭腐蚀?为什么?
24. 试解释在电解质溶液中,含有杂质铜的金属锌比含有杂质铅的金属腐蚀更严重的原因。
25. 判断(1)铁板上铆铜铆钉,(2)铜板上铆铁铆钉,腐蚀较严重的是哪一种,为什么?
26. 在一磨光的铁片上,滴上一滴含有少量酚酞的K[Fe(CN)]和NaCl溶液,十几分钟后有何现象?试
36
解释之。
二、是非题(对的在括号内填“√”号,错的填“×”号)
1.在判断原电池正负极时,电极电势代数值大的电对做原电池正极,电极电势代数值小的电对做原电池
的负极。 ( )
2. 在书半电池反应时,可以有多种书写式,如 写形
2Ag+ S ① AgS + 2e
2-
Ag+ ② AgS + e S
2-
11
22
2
2
③ 2Ag+ SAgS + 2e
2-
④ Ag + S AgS + e
11
22
2
2-
2
无论采用何种形式,只要电极反应的条件相同,上述各电极反应的电势值均相同。
( )
3. 已知电极反应O + 2HO +4e === 4OH,E(O / OH) = 0.4V,则E(O O + HO +2e === 2OH,
222222
1
2
/ OH) = 0.2V。 ( )
4. 能组成原电池的反应都是氧化还原反应。 ( )
5. 氧化还原电对的标准电极电势越高,表示该电对氧化态的氧化能力越强。 ( )
6.大多数电极的电极电势代数值都是以参比电极Pt | Hg|HgCl(s)|Cl(1.0·dm)为基准确
22
mol
-3
—
—
———
定的。 ( )
7.由于甘汞电极是参比电极,所以标准电极电势是零。 ( )
8.测定电对AgCl/Ag 的电极电势时,可以使用饱和KCl盐桥。 ( )
9.电极Pt|H(|OH(1.0·dm)是标准氢电极,因此电极反应式可写为H +2OH == 2HO 100kPa)
mol
-3
22
2
——
+2e ( )
10.电极电势大的电对,其氧化态和还原态是强的氧化剂和强的还原剂。 ( )
7
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
11.标准状态下,原电池产生的电功为nEF。 ( )
12.原电池电动势与电池反应的书写无关,而标准平衡常数却随反应式的书写而变化。 ( )
13.只要温度不变,氧的分压不变,则E(O/OH)值就是固定值,不随其他条件而变。( )
2
14.若将氢电极置于pH = 7 的溶液中(p = 100 kPa),此时氢电极的电势值为-0.414 V。( )
H
2
15.原电池(—)Ag | AgCl(s)| KCl(c)|Cl(g)| Pt(+)的电动势与Cl离子的浓度无关。
2
( )
16.因为HO中的氧是处在中间价态,所以HO参与电极反应时,溶液的酸、碱度与该电极反应毫无
2222
关系。 ( )
17.同种金属及其盐溶液也能组成原电池,其条件是两个半电池中离子浓度不同。 ( )
18.原电池反应中得失电子数增大几倍,则反应的G也增大几倍。 ( )
rm
19.某氧化还原反应的标准电动势E>0,这是指此氧化还原反应的G<0,K<0。 ( )
rm
20.氧化还原反应进行的程度取决于G值。 ( )
rm
21.氧化还原反应达平衡时,标准电动势和标准平衡常数均为零。 ( )
22.标准压力298K下,某原电池在放电2F的同时放热20.1 kJ·mol,则该原电池反应的H(298K)
-1
r
= -10.05 kJ·mol。 ( )
-1
23.有一溶液中存在几种氧化剂,它们都能与某一还原剂反应,一般来说,电极电势代数值大的氧化剂
与还原剂反应的可能性大。 ( )
24.已知E(Br / Br)>E(Ag / Ag),所以Br是比金属银离子更强的氧化剂。 ( )
22
+
25.已知E(Br / Br) =1.077V >E(Fe / Fe) = 0.769V,因此,在标准状态下Br和Fe离子可以
22
3+2+2+
共存,而Br离子和Fe离子不能同时共存。 ( )
3+
26.金属铁可以置换Cu离子,所以FeCl溶液不能与金属铜反应。 ( )
2+
3
27.取两根铜棒,将一根插入盛有0.1 mol · dm CuSO溶液的烧杯中,另一根插入盛有1 mol · dm
-3-3
4
CuSO溶液的烧杯中,并用盐桥将两只烧杯中的溶液连接起来,可以组成一个浓差电池。( )
4
28.对于浓差电池(-)Ag | AgNO(aq, c|| AgNO(aq, c) | Ag (+),若该电池的电动势>0,则据能斯特
31) 32
方程式可知c>c。 ( )
21
29.金属表面因氧气分布不均匀遭受腐蚀时,金属腐蚀发生在氧气浓度较大的部位。 ( )
30.海水中发生的腐蚀是典型的析氢腐蚀。 ( )
—
—
—
—
—
参考答案:
1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.× 8.× 9.× 10.×
13.× 14.√ 15.√ 16.× 17.√ 18.√ 19.× 20.× 11.× 12.√
23.√ 24.√ 25.× 26.× 27.√ 28.√ 29.× 30.× 21.× 22.×
三、选择题(在正确的答案下打“√”)
1. 将反应 KCrO + HCl KCl + CrCl + Cl + HO 完全配平后,方程式中Cl的系数是_____。
2273222
2. 将反应 KMnO + HCl MnCl + Cl+ KCl + HO 配平后,方程式中HCl的系数是____。
422 2
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
A. 8 B. 16 C. 18 D. 32
3. 下列半反应的配平系数从左至右依次为
NO+ H + e === NO + HO
32
+
-
8
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
A. 1,3,4,2,1 B. 2,4,3,2,1
C. 1,6,5,1,3 D. 1,4,3,1,2
4. 20 000C 的电量相当于 法拉第的电量。
A. 0.0207 B. 2.07×10 C. 0.207 D. 2.07
20
5. 某氧化还原反应组装成原电池,下列说法正确的是_______。
A. 负极发生还原反应,正极发生氧化反应
B. 负极是还原态物质失电子,正极是氧化态物质得电子
C. 氧化还原反应达平衡时平衡常数K为零
D. 氧化还原反应达平衡时标准电动势E为零
6. 已知电极反应 ClO + 6H + 6e == Cl + 3HO 的ΔG= -839.6 kJ·mol,则E(ClO/ Cl)
32r3
+-1
值为 。
A.1.45 V B.0.73 V C.2.90 V D.-1.45 V
7. 现有原电池(—)PtㄧFe,Fe‖Ce,CeㄧPt(+),该原电池总电池反应方程式为_______。
3+2+4+3+
A. Ce+ Fe== Ce+ Fe
3+3+4+2+
B. 3Ce+ Ce == 4 Ce
4+3+
C. Ce+ Fe== Ce+ Fe
4+2+3+3+
D. 2Ce+ Fe == 2Ce+ Fe
4+3+2+
8. 已知Ag == Ag +e,E(Ag|Ag)=0.7991V,则2Ag == 2Ag +2e的E(Ag|Ag)为______。
++
A.-0.7991 V B.0.7991 V C.- 1.60V D.1.60 V
9. 某电池(—)A│A(0.1 mol · dm )‖B(0.1 mol · dm )│B ( + )的电动势E为0.27V,则该
-3-3
电池的标准电动势E 为_______。
A.0.24 V B.0.27 V C.0.30 V D.0.33 V
10. 原电池中关于盐桥的叙述错误的是_______。
A. 盐桥的电解质可中和两半电池中过剩的电荷
B. 盐桥可维持氧化还原反应进行
C. 电子通过盐桥流动
D. 盐桥中的电解质不参与电极反应
11. 已知 298K时下列电极电势: E(Zn|Zn)=-0.7628V,E(Cd|Cd)=-0.4029V, E(I|I)=0.5355V,
2
E(Ag|Ag)=0.7991V,下列电池的标准电动势最大的是:
A. Zn(s)│Zn‖Cd│Cd(s) B. Zn(s)│Zn‖H│H,Pt
C. Zn(s)│Zn‖I│I,Pt D. Zn(s)│Zn‖Ag│Ag(s)
2
2
----
12. 对原电池(—)Fe | Fe|| Cu | Cu(+)随反应的进行,电动势将_______。
2+ 2+
A.变大 B.变小 C.不变 D.等于零
13. 将下列电极反应中有关离子浓度减小一半,而E 值增加的是 。
A. Cu + 2e
2+
== Cu B. I + 2e == 2 I
2
C. 2H+ 2e D. Fe + e == Fe
+ 3+2+
== H
2
14. 将有关离子浓度增大5倍,E 值保持不变的电极反应是 。
A. Zn + 2e
2+
== Zn B. MnO + 8H + 5 e == Mn + 4HO
42
+2+
C. Cl+ 2e D. Cr + e == Cr
2
3+2+
== 2Cl
15. 已知配合物的稳定常数KFe (CN)]>KFe (CN)],则下面对EFe(CN)/Fe(CN)]
稳稳稳
[[ [
6666
3-4-3-4-
与EFe /Fe)判断正确的是______。
稳
(
3+2+
A. EFe(CN)/Fe(CN)]>EFe /Fe)
稳稳
[(
66
3-4-3+2+
9
—
—
-
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
B. EFe(CN)/Fe(CN)]<EFe /Fe)
稳稳
[(
66
3-4-3+2+
C. EFe(CN)/Fe(CN)]=EFe /Fe)
稳稳
[(
66
3-4-3+2+
D. 无法判断
16. 某金属与其离子溶液组成电极,若溶液中金属离子生成配合物后,其电极电势值______。
A. 变小 B. 变大 C. 不变
17. 将下列反应设计成原电池时,不用惰性电极的是________。
A. H + Cl
22
== 2HCl B. 2Fe + Cu == 2Fe + Cu
3+2+2+
C. Ag+ Cl D. 2Hg + Sn == Hg + Sn
+ 2+2+2+4+
== AgCl
2
18. 反应Ag (0.01 mol· dm)+ Fe (1.0 mol· dm)= Ag + Fe (1.0 mol· dm)的反应方向是______。已知
+-32+-33+-3
EAg /Ag) =0.80V, EFe/ Fe) = 0.77V。
((
+3+2+
A.正 B. 逆 C.不反应 D. 平衡
19. pH值改变,电极电势变化的电对是______。
A. Fe/Fe B. I/I C. MnO/MnO D. Hg/Hg
3+2+2+
242
20. 电极电势不随酸度变化的有_______。
A. O/OH B. O/HO C. Cl/Cl D. MnO/Mn
2222 4
2+
21. 已知298K时,电极反应式CrO + 14H +6e == 2Cr + 7HO的ECrO/ Cr) = 1.33V,当(cH)
27227
2-+3+2-3++
(
由1.0 mol· dm减小到10时,该电对的电极电势变化值为______。
-3-5
A. 增加0.69V B. 减少0.69V C. 增加0.49V D. 减少0.49V
22. 下列几种水溶液,铜的电极电势ECu/ Cu)最高的是_______。
(
2+
A. 1.0 mol· dmCuSO溶液 + 浓氨水
-3
4
B. 1.0 mol· dmCuSO溶液 + NaS
-3
42
C. 金属铜在水中
D. 1.0 mol· dmCuSO溶液
-3
4
23. 若算得电池反应的电池电动势为负值时,表示此电池反应是:
A. 正向进行 B. 逆向进行
C. 不可能进行 D. 反应方向不确定
A. Ag/ Ag B. AgCl / Ag C. AgBr / Ag D. AgI / Ag
+
25. 有一个原电池由两个氢电极组成,其中有一个标准氢电极,为得到最大电动势,另一个电极浸入的
酸性溶液[设p(H)=100 kPa] 应为 。
2
A. 0.1 mol · dm HCl B. 0.1 mol · dm HAc
-3-3
C. 0.1 mol · dm HPO D. 0.1mol · dm HAc +0.1 mol · dm NaAc
-3-3-3
34
26. 当p(H)= 100 kPa和纯水构成的氢电极与标准氢电极组成原电池时,则电动势E应为____。
2
A.0.4144 V B.-0.4144 V C.0 V D.0.8288V
27. 298K时,E(Au/Au) = 1.68V,E(Au/Au) = 1.50V,E(Fe/Fe) = 0.77V 则反应:2Fe+ Au
= 2Fe+ Au的平衡常数 K为______。
A. 4.33×10 B. 2.29×10 C. 6.61×10 D. 7.65×10
28. 已知E(Cu/ Cu)=0.158V,E(Cu/ Cu)=0.552V,则反应 2CuCu + Cu的平衡常
2++++2+
数为________。
A. 4.52×10 B. 2.21×10 C. 31.8 D. 0.707
6 -7
29. 已知电池反应(-) Zn | ZnCl(aq)|| PbCl(s) | Pb (+)的标准电动势E>0,则反应 Pb + ZnCl =
2 22
PbCl + Zn 的标准平衡常数K为______。
2
10
———
——
—
24. 下列氧化还原电对中,E值最大的是_______。
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
A. 大于1 B. 小于1 C. 等于1 D. 等于零
30. 298K时,下列反应组装成原电池,测得电动势为零,则c(Sn)应为______ mol · dm。
2+-3
Zn + Sn === Zn(1 mol · dm)+ Sn
2+2+-3
已知 E(Zn/Zn) = -0.76V, E(Sn/Sn) = 0.150V。
A.1.0 B. 4.25×10C. 1.81×10D. 0.86
31. 25℃时E(Fe/Fe) = 0.771V, E(Sn/Sn) = 0.150V,反应2Fe + Sn = Sn + 2Fe 的G
r
为
A. -268.7 kJ·molB. -177.8 kJ·mol
C. -119.9 kJ·mol D. 119.9 kJ·mol
Zn + 2H(a mol · dm)=== Zn(1 mol · dm)+ H(100kPa)
+-32+-3
2
A.10.2 B. 2.5 C. 3.0 D. 5.1
32. 已知E(Zn/Zn) = —0.76V,下列原电池反应的电动为0.46V,则氢电极溶液中的pH为____。
33. 下列两反应在标准态时均能正向进行____ 。
CrO + 6Fe + 14H = 2Cr + 6Fe + 7HO
272
2-2++3+3+
2Fe + Sn = 2Fe + Sn
3+2+2+4+
其中最强氧化剂和最强还原剂分别为 。
A. CrO ,Sn B. CrO/ Cr,Sn/ Sn
2727
2-2+2-3+4+2+
C. Fe,Fe D. Fe/ Fe,Sn/ Sn
3+2+3+2+4+2+
34. 下列物质的酸性水溶液(浓度均为1.0·dm),分别通入100kPa的氧气,能发生反应的是_______。
mol
-3
A. AgNO B. ZnCl C. FeSO D. NaNO
3243
已知:E(Ag / Ag) = 0.7991V;E(Fe / Fe) = 0.769V;E(O / HO) = 1.229V;E(Zn / Zn) =
+3+2+2+
22
-0.7621V;E(Na / Na) = -2.714V
+
35. 已知某氧化还原反应的ΔG、K、E,下列对三者值判断合理的一组是 。
r
A. ΔG>0,E<0,K<1 B. ΔG>0,E<0,K>1
rr
C. ΔG<0,E<0,K>1 D. ΔG<0,E>0,K<1
rr
11
,则
E和36. 电池反应H+Cl === HCl 和 2HCl === H + Cl的标准电动势分别为E和E
12 22212
22
E
2
的关系为_______。
A. 2E= E= - EE= -2E= E
12122112
B. D.
E E
, C.
37. 已知电池
(1) Cu│Cu(c)‖Cu(c)│Cu 电动势为 E
21
1
(2) (Pt)│Cu(c),Cu(c ')‖Cu(c),Cu(c' )│(Pt) 电动势为 E,则:
21
2
A. E= E B. E= 2 E C. E= E D. E≥ E
12 12 1212
1
2
38. 在标准状态298K下,以下各组物质中,不能在溶液中共同存在的是_______。
A. Fe和Cl B. O和Cl C. MnO和Cl D. CrO和Cl
3+2-
2427
—
—————
已知:E(Cl / Cl) = 1.36V;E(Fe / Fe) = 0.769V;E(O / HO) = 0.695V;
2222
3+2+
E(MnO / Mn) = 1.512V;E (CrO / Cr) = 1.33V
427
2+2-3+
39. 暴露于潮湿的大气中的钢铁,其腐蚀主要是 。
A. 化学腐蚀 B. 吸氧腐蚀
C. 析氢腐蚀 D. 阳极产生CO的腐蚀
2
40. 钢铁工件在大气中发生腐蚀时,阴极反应式是______。
11
—
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
A. Fe +e === Fe B. 2H + 2e === H
3+2++
2
C. Fe + 2e === Fe D. O +2 HO +4e === 4OH
2+
22
—
—
41. 碱性燃料电池中,其中一个半电池反应为:H + 2OH== 2HO +2e,此反应是发生在_____。
22
-
A. 负极 B. 正极 C. 惰性电极 D. 正、负两极
参考答案:
1.C 2.B 3.D 4.C 5.B 6.A 7.C 8.B 9.B 10.C
11.D 12.B 13.B 14.D 15.B 16.A 17.C 18.B 19.C 20.C
21.B 22.D 23.B 24.A 25.D 26.A 27.A 28.A 29.B 30.C
31.C 32.D 33.A 34.C 35.A 36.B 37.C 38.C 39.B 40.D
41.A
四、填空题
1. 在电化学中,凡能进行氧化反应的电极,皆称为 ,凡能进行还原反应的电极,皆称为 。
2. 把电能转化为化学能的装置称________;它是由_________、__________和___________组成的。
3. 在电解池中,与电源正极相连的一极为_____极,发生_________反应;而与电源负极相连的一极为
_____极,发生_________反应。
4. 组成标准氢电极的条件是_____________________,电极反应式为______________________。
5. 氧化反应中,氧化剂是电极电势值_________的__________物质;还原剂是电极电势_______的
__________物质。
6. 原电池(—)Ni | H(100kPa)| KOH 30% | O(100kPa)| Ni(+)负极反应式为________________,
22
正极反应式为___________________。
7. 反应CrO + Fe + H —— Cr + Fe + HO,在计算G时n = _____。
272rm
2-2++3+3+
8. 将Zn片置于含有0.200 mol·dmZnCl的溶液中作为原电池的一个电极,与标准银/氯化银参比电极组
-3
2
成原电池。该原电池的电池符号为 ____________________________________ ,电池正极的半反应
为__________________。(EZn/Zn) = - 0.76V,E(AgCl/Ag)= 0.2223V)
(
2+
9. HO作为氧化剂使用时,电极反应式为_______________________,作为还原剂使用时,电极反应式
22
为________________________。
10.将反应 2Cu(s)+HgO(s)→Hg(l)+CuO(s)设计成电池时,其电池表示
2
为 。
11.在原电池中,采用盐桥的目的是 。
12.常用的两种甘汞电极分别是________________,__________________。其电极反应为
_______________________________,常温下两种甘汞电极的电极电势大小次序为
___________________________。
13.将标准Ag-AgCl电极[EE
(AgCl/Ag)=0.2222V]与饱和甘汞电极(= 0.2415V)组成原电池,该原
电池的电池符号__________________________________;正极反应____________________;负极反应
__________________________;电池反应___________________________________;电池反应的平衡
常数____________。
14.判断氧化剂、还原剂相对强弱的依据是_____________________,判断氧化还原反应进行方向的原则
是_____________________,判断氧化还原反应进行的程度的关系式是_____________。
15.电池(—)Cu|Cu||Cu,Cu| Pt(+)和(—)Cu|Cu||Cu,Cu| Pt(+)的反应均可写为Cu + Cu
2+
12
++2+2++2+
Θ
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
=== 2Cu,则此二电池的G _______,EK
+
r
)。 _______,_______(填“相同”或“不同”
_______。 的标准电动势为________V,标准摩尔吉布斯函数变G
16.将反应Zn +Cu= Zn + Cu组装成原电池,标准电动势为1.10V,对反应2Zn +2Cu= 2Zn + 2Cu
2+ 2+2+ 2+
r
17.25℃时,反应2Br+2Fe=Br+2Fe,当各种离子的浓度均为0.1mol·dm时,反应向
-3+2+-3
2
-
__________________方向自发进行。[EFe/Fe) = 0.77V, EBr/Br)=1.065V]
((
3+2+
2
18. 根据BrO+ 2HO + 4e === BrO+ 4OHE
321
BrO+ HO + 2e === Br+ 2OHE
22
---
---
已知E
21
>E,则可能发生的反应方程式为 。
19.电池(—)Pt│H(100kPa)| H(0.001 mol · dm )‖H(1 mol · dm )│H(100 kPa)| Pt ( + )
22
-3-3
属于________电池,该电池的电动势为____V,电池反应为_______________________。
20. 原电池(—)Pt│Sn(c), Sn(c)|| Sn(c), Sn(c)|| Pt ( + )负极反应式为_______________,
2+4+2+4+
1234
正极反应式为____________________,此电池属于________电池,标准电池电动势为____V。
21. 在Fe + e === Fe 电极反应中,加入Fe的配位剂F,则使电极电势的数值__________;在Cu +
3+2+3+2+
e === Cu 电极反应中,加入Cu的沉淀剂F可使其电极电势的数值__________。
++
22. 对原电池(—)Pb│Pb(c)|| Cu(c)|| Cu ( + ) 若往负极的电解质溶液中加入HS,电池电动势
2+2+
2
_________,原因是________________________________________;而往正极的电解质溶液中加入
HS,电池电动势_________,原因是____________________________________。
2
23. 向红色的Fe (SCN)溶液中加入Sn后溶液变为无色,其原因是_________________________。
2+2+
24.现有下列四种物质:KI,NH·HO,NaSO和NaS并已知K(AgI) = 9.3×10,K(AgS) = 2
32232spsp2
-17
×10;KAg (NH)] = 1.6×10,KAg (SO)] = 2.9×10。则当________存在时,Ag
-49+73-13+
稳稳
[[
32232
的氧化能力最强;当_______存在时,Ag的还原能力最强。
25. 腐蚀电池的阳极相当于原电池的 极,析氢腐蚀的阴极反应为
吸氧腐蚀的阴极反应为 ,金属的防护有哪些方法
。
26.钢铁表面常因氧气浓度分布不均匀引起腐蚀,含氧浓度_____的部位为_____极;电极反应式为
___________________;含氧浓度_____的部位为_____极;电极反应式为__________________。
27.镀锡铁(马口铁)的镀层破裂后,在大气中受腐蚀的金属是_____,阳极反应式为_________________;
镀锌铁(白铁)的镀层破裂后,在大气中受腐蚀的金属是_____,阳极反应式为_________________。
28.在一小铁钉上饶上铜丝,放入含K[Fe (CN)]、酚酞、NaCl的混合溶液中,数分钟后,铜丝周围现象
36
为____________,铁钉上现象为______________,这属于___________腐蚀。金属_____作阳极,阳极
反应式为________________,金属_____作阴极,阴极反应式为_______________。
29.目前实用的化学电源有 、 、 三种类型。
—
—
参考答案:
1. 阳极,阴极
2. 电解池 电极 电解液 电解槽
3. 阳 氧化 阴 还原
4. p(H)=100 kPa,c(H)= 1 mol · dm H == 2H + 2e
22
+-3+
5. 大 氧化态 小 还原态
6. H == 2H + 2e O +2HO +4e == 4OH
222
+
7. 6
8. (-)Zn|ZnCl(0.200 mol·dm)||AgCl(s)|Ag(+)
2
-3
13
—
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
AgCl+e==Ag+Cl
-
9. HO +2H +2e == 2HO HO == O+2H +2e
222222
++
10. (-)Cu | CuO(s)|| HgO (s)| Hg (+)
2
11. 保持电解液的电中性,维持电池反应的进行
—
12. 标准甘汞电极 饱和甘汞电极 HgCl+ 2e === 2Hg + 2Cl E标准)>E饱和)
22
((
ΘΘ
13. (—)Ag│AgCl | Cl(1 mol · dm )‖KCl(饱和)│HgCl| Hg ( + ) HgCl+ 2e ===
—
-3
2222
Θ
——
2Hg + 2Cl Ag +Cl === AgCl + e HgCl+ 2 Ag === 2Hg + 2 AgCl K
22
= 4.5
nE
14. 电对电极电势 E值大的氧化态物质可以氧化E值小的还原态物质
lgK
0.0592
15.
相同 不同 相同
16. 1.10V -424.6 kJ·mol
-1
17. 逆方向
18. 3BrO === 2Br+ BrO
3
19. 浓差 0.177 H(1 mol · dm) H(0.001 mol · dm )
+-3-3
21. 减小 增大
22. 变大 生成了PbS沉淀,c(Pb)降低,E(Pb/Pb)下降 变小 生成了CuS沉淀,c(Cu)降低,
2+2+2+
E(Cu/Cu)下降
2+
23. Fe (SCN)中的Fe被还原为Fe,Fe与SCN不显色
2+3+2+2+
24. NH·HO NaS
322
25. 负 2H + 2e == H(g) O+2HO +4e == 4OH 正确选用金属材料、电化学保护法、
+
22 2
覆盖层保护法、缓蚀剂法
26. 小 阳 Fe = Fe+ 2e 大 阴 O+2HO +4e == 4OH
2+
2 2
27. 铁 Fe = Fe+ 2e 锌 Zn = Zn+ 2e
2+ 2+
28. 溶液变红 由蓝色沉淀生成 原电池 Fe Fe = Fe+ 2e, 3Fe + 2[Fe (CN)] =
2+ 2+3-
6
Fe[Fe (CN)]蓝↓ Cu O+2HO +4e == 4OH
3622 2
29. 干电池、蓄电池、燃料电池
—
—
—
—
---
20. Sn = Sn +2e Sn + 2e = Sn浓差 0
2+4+4+2+
五、计算题
1.指出下列原电池反应的正负极,写出电极反应和电池反应,并计算25℃时原电池的电动势。
(1)Cu | Cu (1 mol · dm)|| Zn (0.001 mol · dm) | Zn
2+ 32+ 3
--
(2)Hg,HgCl| Cl(0.1 mol · dm)|| H (1 mol · dm) | H(p= 100 kPa),Pt
22 2H
3+3
2
--
-
(3)Pt | Fe(0.1mol·dm),Fe(1.0mol·dm)|| MnO(0.1 mol · dm),H(0.1mol · dm),Mn
2+33+3-3+ -32+
4
--
-
(0.1 mol · dm)| Pt
-3
(4)Pb | Pb (0.1 mol · dm)|| S (0.1 mol · dm) | CuS,Cu
2+ -32--3
2. 计算298K时,下列有关电对的电极电势(未标明浓度和分压的均为标准状态)
2+
(1)Fe(0.1 mol · dm)+ e == Fe EFe/Fe)= 0.771V
3+-32+3+
(
——
(2)Cl(500 kPa) + 2e == 2Cl(0.01 mol · dm) ECl/Cl)= 1.36V
22
-3
(
——2+
(3)MnO + 8H(10 mol · dm) + 5e == Mn +4HO EMnO/Mn)= 1.507V
424
+-5-32+
(
3. 银能从HI溶液中置换出H气,反应为:Ag + H +I == H + AgI
22
+
(1) 若将该反应组装成原电池,写出原电池符号;
—
1
2
14
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
(2) 若c(I)= 0.1 mol · dm c(H)= 0.1 mol · dm p(H)= 100 kPa,计算两极电极
-3+-3
2
电势和电池电动势。已知E(AgI/Ag)= - 0.1515V。
4. 由标准氢电极和镍电极组成原电池。若c (Ni) = 0.010 mol · dm时,电池的电动势为0.2955 V,其
2+3
-
—
中镍为负极,计算镍电极的标准电极电势。
5. 25℃时,将银插入0.1 mol · dmAgNO溶液中,镍插入0.05 mol · dmNiSO溶液中,组成原电池。
33
34
--
(1) 写出原电池符号;
(2) 写出两极反应式和电池反应式;
(3) 计算原电池电动势。
6. 计算下列两个反应的标准平衡常数(25℃)
(1)HO + 2Fe + 2H2Fe + 2HO
222
2++ 3+
(2)Br + Mn + 2HO2Br + MnO +4H
222
2+
2+-
-+
7. 已知原电池(-)Zn|Zn(0.5mol·mol)|| OH(1.0mol·mol)|O(200 KPa)|Pt (+),
-1-1
2
(1)写出总的化学反应方程式;
(2)计算电池的电动势;
(3)计算在标准状态下氧化还原反应的平衡常数。
[已知E(O/ OH)=0.401V, E( Zn/Zn)=-0.7618 V]
2
8. 试判断下列反应能否按指定方向进行。
(1)Fe + CuCu (s) + Fe
2+2+3+
(2)2Br + CuCu (s) + Br(l)
2+
-
-
-2+
-
参加反应的各离子浓度均为 1 mol · dm
3
2
c(Br) = 1.0 mol · dm; c(Cu) = 0.1 mol · dm
-32+-3
9. 在298.15K时,有下列反应
HAsO + 2I + 2H === HAsO + I + HO
343322
+
(1)计算由该反应组成的原电池的标准电池电动势。
(2)计算该反应的标准摩尔吉布斯函数变,并指出在标准态时该反应能否自发进行。
(3)若溶液的pH =7,而c (HAsO) = c (HAsO) = c (I) = 1 mol · dm,则该反应的ΔG是多少?
3433rm
-3
此时反应进行的方向如何?
10. 已知25℃下电池反应Cl(100kPa) +Cd(s)== 2Cl(0.1 mol · dm)+ Cd(0.1 mol · dm)
2
-32+-3
(1) 判断反应进行的方向;
(2) 写出原电池符号;
(3) 计算此原电池电动势和标准平衡常数;
(4) 增加Cl压力对原电池电动势有何影响。
2
[已知E(Cl/ Cl)=1.36V, E( Cd/Cd)=-0.4030 V]
2
11. 25℃时,用电对Fe / Fe和Cu / Cu组装成原电池,其中各离子的浓度均为0.1 mol · dm
3+2+-3
(1) 写出原电池符号;
(2) 计算电池的电动势;
(3) 计算电池反应的G ;
r
(4) 往铜半电池中通入NH,电动势将发生什么变化。
3
2+
已知E(Cu/Cu)= 0.3394V, EFe/Fe)= 0.771V
2+3+
(
-2+
—
-
-
12. 有一原电池 (—)A | A || B | B(+),当c(A)= c(B)=1.0 mol · dm时,电动势为
2+ 2+ 2+2+-3
1.36V,若c(A)=0.1 mol · dm, c(B)=0.001 mol · dm时,该原电池电动势为多少?
2+-32+-3
13. 现有下列原电池 Pb | Pb (1 mol · dm)|| Cu (1 mol · dm) | Cu
2+ -32+ -3
15
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
(1)指出原电池正、负极,写出正、负极反应,原电池反应,计算原电池电动势;
(2)在此原电池的右半电池中加入NaS,使S离子浓度为1 mol · dm,确定新原电池正、负极,写
2
2--3
出电极反应,原电池反应,原电池符号,计算新原电池的电动势。
14. 将Zn片置于1.0 mol·dm的Zn溶液中作Zn电极,与Cl电极(p(Cl)=100 KPa,c(Cl) = 0.1 mol·dm)
-32+-3
2
组成原电池:
(1) 用电池符号表示该原电池。
(2) 写出两极反应式及总反应式。
(3) 计算原电池的电动势。
(4) 计算电池反应的平衡常数。
(5) 计算电池反应的标准吉布斯函数变G ,。
r
-
[已知E(Zn/Zn)= -0.763V, ECl/Cl)=1.36V, F=96485库仑/mol]
2+
(
2
-
15. 25℃时,以铂作电极,以 1.0 mol·dm KOH 水溶液作电解质溶液,分别用纯净的压力为 1.00×
-3
10Pa 的氢气和氧气通于两极,组成原电池。
5
(1) 用电池符号表示原电池;
(2) 计算电池的电动势 E和E;
(3) 计算电池反应 O + 2H === 2HO 的G 和G;
222rr
(4) 计算反应的平衡常数K
已知E(O/OH ) = 0.401V
2
-
16. 已知 E(Ag/Ag) = 0.7996 V, K(AgCrO) = 1.12×10,计算电极反应
+-12
sp24
AgCrO + 2e2Ag + CrO
244
-
2
-
的标准电极电势以及当c (CrO) = 0.10 mol·dm时该电极反应的电势值。
4
2-3
17. 已知反应2Ag(aq)+Zn(s)==2Ag(s)+Zn(aq),开始时Ag和Zn的浓度分别为0.10mol·dm
+2++2+3
-
和0.30mol·dm,求达到平衡时,溶液中剩余的Ag浓度是多少?
-
3+
18. 已知电池(-)Cu | Cu(0.1mol·dm) || Ag (0.01mol·dm) | Ag (+),E(Cu/Cu)=0.3419V, E
2+-3+-3 2+
(Ag/Ag)= -0.7996 V,计算该反应的平衡常数。
+
19. 对于反应 Ag(aq)+ Fe(aq)Ag(s) + Fe (aq)
+ 2+3+
(1) 已知该反应所对应的电池的标准电池电动势为0.030 V,计算25℃时该反应的平衡常数。
(2) 当等体积且浓度均为1.0 mol·dm的Ag 和Fe混合时,达平衡后,Fe的平衡浓度为多大?
-3+2+2+
20. 由两个氢电极H(100 kPa) | H (0.10 mol·dm) | Pt 和H(100 kPa) | H (x mol·dm) | Pt组成原电
2 2
+-3+-3
池,测得该原电池的电动势为0.016 V。若后一电极作为该原电池的正极,求组成该电极的溶液中
H的浓度x的值。
+
21. 由标准钴电极和标准氯电极组成原电池,测得其电动势为1.63 V,此时钴电极为负极。现已知氯的
标准电极电势是 1.36 V,试问:
(1) 此电池反应的方向如何?用反应方程式表示。
(2) 钴的标准电极电势是多少(不查表)?
(3) 当氯气的压力增大或减小时,电池的电动势将如何变化?
(4) 当Co 离子浓度降低到0.010 mol · dm时,电池电动势为多少?
2+3
-
(5)若在氯电极溶液中加入一些AgNO溶液,电池的电动势将如何变化?
3
(6) 计算反应的标准平衡常数。
—
22. 将氢电极插入含有0.50mol·dm HA和0.10mol·dm A的缓冲溶液中,作为原电池的负极;将银
--
33
—
电极插入含有AgCl沉淀和1.0mol·dm Cl的溶液中。已知p(H)=100kPa时测得原电池的电动势
-
3
2
ΘΘ
为0.450V,E(Ag /Ag)=0.7996V。
+
16
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
(1)写出电池符号和电池反应方程式;
(2)计算正、负极的电极电势;
(3)计算负极溶液中的c(H)和HA解离常数
+
23. 已知E(MnO/Mn)=1.51V,E(Cl /Cl)=1.36V,若将此两电对组成原电池,请写出:
42
2+
(1)该电池的电池符号;
(2)写出正负电极的电极反应和电池反应以及电池标准电动势;
(3)计算电池反应在25℃时的ΔG和K;
r
—
(4)当c(H)=1.0×10mol·dm,而其它离子浓度均为1.0mol·dm,p(Cl)=100 kPa时的电
+233
--
2
——
池电动势;
(5)在(4)的情况下,K和ΔG各是多少?
r
m
24. 已知铅蓄电池放电时的两个半反应式为
PbSO(s)+2e == Pb(s)+ SOEPbSO/Pb)= —0.3555V
444
2
—
(
PbO(s)+ SO +4H + 2e == PbSO(s)+2HO EPbO/PbSO)= 1.6913V
244224
—
+
(
(1) 写出总反应方程式;
(2) 计算电池反应标准电动势;
(3) 计算电池反应的标准平衡常数。
参考答案:
1. (1)正极:Zn+2e== Zn,负极:Cu== Cu+2e
2+2+
Zn+ Cu== Zn+ Cu,-1.19v
2+2+
(2)正极:2H+2e== H,负极:2Hg+2Cl== HgCl+2e
+
222
—
2H+2Hg+2Cl== H+ HgCl+2e,-0.33v
+
—
222
(3)正极:MnO+8H+5e== Mn+4HO,负极:Fe== Fe +e
42
-
+2+2+3+
MnO+ 5Fe+8H== Mn+5Fe +4HO,0.576v
42
-
2++2+3+
(4)正极:CuS+2e== Cu+ S,负极:Pb == Pb +2e
2-2+
CuS+ Pb== Cu+ Pb + S, -0.506v
2+2-
2. (1)0.710V (2)1.50V (3)1.03V
3. (1)(—)Ag | AgI(s)| I(0.1 mol · dm)|| H(0.1 mol · dm)| H(100kPa)| Pt(+)
—
-3+-3
2
(2)正极电势:-0.0592v,负极电势:-0.0925,电池电动势:0.0333V
4. -0.2363 V
5. (1)(—)Ni | Ni (0.05 mol · dm)|| Ag(0.1 mol · dm) | Ag(+)
2+ -3+ -3
(2)正极:Ag + e == Ag,负极:Ni = Ni + 2e,电池反应:Ni + 2Ag == Ni + 2Ag
+2++2+
(3)1.036V
6. (1)9.33×10
33
(2)4.57×10
-6
7. (1)2 Zn + O + 2HO==2 Zn+4 OH
22
2+-
(2)1.176V,(3)3.69×10
78
8. (1)否,(2)否
9. (1)0.026 V
(2)-5.017 kJ·mol
-1
(3)74.91 kJ·mol
-1
10. (1)正向
17
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
(2)(—)Cd | Cd (0.1mol · dm)|| Cl(0.1 mol · dm) |Cl(100kPa) | Pt(+)
2+ -3 -3
2
—
(3)E =1.85V K= 3.18 ×10
Θ
59
(4)增大
11. (1)(—)Cu | Cu (0.1 mol · dm)|| Fe (0.1 mol · dm),Fe (0.1 mol · dm) | Pt(+)
2+ -33+ -32+ -3
(2)0.459V
(3)-83.3 kJ·mol
-1
(4)变大
12. 1.30V
13. (1)正极:Cu +2e === Cu;负极:Pb=== Pb +2e;Cu + Pb=== Cu+ Pb ;0.468v
2+2+2+2+
(2)正极:Pb +2e=== Pb;负极:Cu+S=== CuS +2e;Pb + Cu+S=== Pb+ CuS;
2+2-2+2-
Cu | CuS| S (1 mol · dm)|| Pb (1 mol · dm)| Pb ;-0.594 V
2--32+ -3
14. (1)(—)Zn| Zn(1.0 mol·dm)|| Cl(0.1 mol·dm)| Cl(100 KPa)|Pa(+)
2+-3-3
-
2
(2)正极:Cl+2e == 2 Cl;负极:Zn == Zn+2e;总反应式:Cl+ Zn == 2 Cl +Zn
22
--
2+2+
(3)2.182v
(4)5.28×10
71
(5)409.7kJ·mol
-1
15. (1)(—)Pt|H(1.00×10Pa)|| KOH(1.0 mol·dm)|O| Pt (+)
22
5 -3
(2)0.401V,1.23V
(3)-154.76 kJ·mol,-474.71 kJ·mol
-1-1
(4)1.24×10
27
16. 0.622 V,0.652 V
17. 2.5×10mol·dm
—27
-
3
18. 2.9×10
15
19. (1)3.212
(2)0.265 mol·dm
-3
20. 0.187 mol·dm
-3
21. (1)Cl + Co ==2Cl + Co
2
-
2+
(2)-0.27 V
(3)氯气的压力增大时,电动势增大;氯气的压力减小时,电动势减小
(4)1.69 V
(5)变大
(6)1.17×10
55
22. (1)(-)PtㄧHㄧHA,A‖ClㄧAgClㄧAg(+);
2
——
1/2H(g)+A(aq)+AgCl(s)== HA(aq)+Ag(s)+Cl(aq);
2
—
—
(2)E=0.2223V,E= -0.2277V;
()()
+—
(3)c(H)=1.42×10mol·dm,K(HA)=2.85×10
+435
——
-
Θ
a
23. (1)(—)PtㄧClㄧCl‖MnO,Mn,HㄧPt(+);
24
——
2++
(2)(—)2Cl== Cl+2e,(+)MnO+8 H+5 e == Mn+4HO
——
242
+2+
总电池反应:2 MnO+16 H+ 10Cl == 2Mn+5 Cl+8HO,E=0.15V;
422
——
+2+
(3)ΔG= —144.7 kJ·mol,K=2.27×10;
r
-
125
(4)E= -0.04V;
(5)K=2.27×10,ΔG= 38.6kJ·mol
θ
251
r
m
-
18
安徽理工大学 第四章氧化还原反应与电化学习题
24. (1) Pb(s)+PbO(s)+2HSO== 2PbSO(s)+2HO (2)2.047V (3)1.45×10
22442
69
English problems
1.Write the notation for a cell in which the electrode reactions are
2H (aq) + 2eH (g )
+
Zn (s)Zn(aq) + 2e
2
2+
2.Determining the relative strengths of oxidizing and reducing agents.
(a)Order the following oxidizing agents by increasing strength under sdandard-state conditions: Cl(g),
2
HO(aq), Fe(aq).
22
3+
(b)Order the following reducing agents by increasing strength under sdandard-state conditions: H(g), Al
2
(s), Cu (s).
3.Consider the following reactions. Are they spontaneous in the direction written,under standard conditions at
25℃?
(a)Sn (aq) + 2Fe(aq)Sn (aq ) + 2Fe(aq)
4+2+ 2+3+
(b)4MnO(aq) + 12H(aq)4Mn (aq ) + 5O+ 6HO (l)
42 2
+ 2+
-
-
4.What is the standard emf you would obtain from a cell at 25℃ using an electrode in which I(aq) is in
contact with I(s) and an electrode in which a chromium strip dips into a solution of Cr(aq)?
2
3+
5.Copper(Ⅰ) ion can act as both an oxidizing agents and a reducing agents. Hence, it can react with itself.
Cu (aq) Cu (s) + Cu(aq)
+2+
potentials.
6.Calculate the emf of a cell operating with the following reaction at 25℃, in which c(MnO)= 0.010
4
mol · dm, c(Br)= 0.010 mol · dm, c(Mn)= 0.15 mol · dm, and c(H)= 1.0 mol · dm.
-3-32+-3+-3
2MnO(aq) + 10Br(aq) + 16H(aq)2Mn (aq ) + 5Br(l)+ 8HO (l)
42 2
+ 2+
ANSWERS:
1.(—)Zn|Zn(aq)||H(aq)|H|Pt(+)
2++
2
2.(a)Fe(aq) 3+ 222 (b)Cu (s). < H(g) < Al (s) 2 3.(a)not spontaneous (b)spontaneous 4.1.28V 5.1.71×10 -6 6.0.321V -- - - Calculate the standard equilibrium constant at 25℃ for this reaction, using appropriate values of electrode 19
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