第十章电化学基础与氧化还原平衡1一、选择题1.根据反应式2MnO4-+10Fe2++16H+=2Mn2++10Fe3++8H2O设计成原电池,其原电池的表示式是()(A)Fe|Fe2+,Fe3+||Mn2+,MnO4-,H+|Mn(B)Pt|MnO4-,Mn2+,H+||Fe2+,Fe3+|Pt(C)Pt|Fe2+,Fe3+||Mn2+,MnO4-,H+|Pt(D)Mn|MnO4-,Mn2+,H+||Fe2+,Fe3+|Mn22.将下列反应设计成原电池时,不用惰性电极的是()(A)H2+Cl2═2HCl(B)2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+(C)Ag++Cl-═AgCl(D)2Hg2++Sn2+═Hg22++Sn4+3*3.下列叙述中,哪一说法不正确()(A)氧化还原反应原则上都可设计成原电池;(B)测定的电池电动势总是正值;(C)电动势E若为正值,反应必发生;(D)得失电子数相同的一类反应,E池值越大,反应平衡常数越大。44.已知25℃时,电对MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O的E=1.5V,若此时[H+]由1mol·L–1减少到10-4mol·L–1,则该电对的电极电势变化值是()(A)上升0.38V(B)上升0.047V(C)下降0.38V(D)下降0.047V55.已知电极反应ClO3-+6H++6e-═Cl-+3H2O的rmG=-839.6kJ·mol-1,则E(ClO3-/Cl-)值为()(A)1.45V(B)0.73V(C)2.90V(D)-1.45V66.用测定电池电动势的方法不能求得如下数值的是()(A)溶液pH;(B)反应速率常数;(C)酸碱电离常数;(D)溶度积常数。77.某氧化还原反应的电动势E池是正值,这是指()(A)rG是正值,K1(B)rG是负值,K1(C)rG是正值,K0(D)rG是负值,K188.电极电势产生的原因是()(A)溶液中存在双电层结构;(B)金属电极表面存在自由电子;(C)溶液中存在金属离子;(D)以上都不正确。99.氢电极[p(H2)=100kPa]插入纯水中与标准氢电极组成原电池,E池为()(A)0.414V(B)-0.414V(C)0V(D)0.828V1010.已知下列反应的原电池电动势为0.46V,且Zn2+/Zn的E=-0.76V,则氢电极溶液中的pH为()Zn(s)+2H+(xmol·L–1)Zn2+(1mol·L–1)+H2(101.3kPa)(A)10.2(B)2.5(C)3(D)5.11111.下列电对中,E代数值最大的是()(A)EAgCl/Ag(B)EAgBr/Ag(C)EAgI/Ag(D)EAg+/Ag1212.298K时,在标准Ag-Cu原电池正极半电池中加入氨水,则()(已知EAg+/Ag=0.80V,ECu2+/Cu=0.34V)(A)原电池电动势减小;(B)原电池电动势不变;(C)原电池电动势增大;(D)无法确定。1313.某电池(-)A︱A2+(0.1mol·L-1)‖B2+(1.0×10-2mol·L-1)︱B(+)电动势E为0.27V,则该电池的标准电动势E池为()(A)0.24V(B)0.27V(C)0.30V(D)0.33V1414.通常配制FeSO4溶液时加入少量铁钉,其原因与下列哪种反应无关()(A)O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(l)(B)Fe3+(aq)+e-=Fe2+(aq)(C)Fe(s)+2Fe3+(aq)=3Fe2+(aq)(D)Fe3+(aq)+3e-=Fe(s)1515.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)Cu2++2e-══Cu(B)I2+2e-══2I-(C)2H++2e-══H2(D)Fe3++e-══Fe2+16二、填空题1.在氧化还原反应中,氧化剂的氧化数降低,得电子,是还原反应;还原剂的氧化数升高,失电子,是氧化反应。172.将Ag-AgCl电极[E(AgCl/Ag)=0.2222V]与标准氢电极[E(H+/H2)=0.000V]组成原电池,该原电池的电池符号为(-)Pt│H2(1.013×105Pa)│H+(1molL-1)‖Cl-(1molL-1)│AgCl(s)│Ag(s)(+);正极反应-ssAgCl+e=Ag+Cl;负极反应+aq2g2H+2e=H;18电池反应+22AgCls+Hg=2Ags+2Haq;电池反应的平衡常数为lgK2E77.51,3.21210FKRT193.电池(-)Cu︱Cu+‖Cu+,Cu2+︱Pt(+)和(-)Cu︱Cu2+‖Cu+,Cu2+︱Pt(+)的反应均可写成Cu+Cu2+══2Cu+,则此二电池的rmG相同,E池不相同,K相同(填“相同”或“不同”)。两个电池的总反应是相同的,所以其反应的rmG和K相同;由于两个电池的电极反应不同(电子转移数目也不相同),所以电池的电动势不同。204.在Fe3++e-══Fe2+电极反应中,加入Fe3+的配位剂F-,则使电极电势的数值降低;在Cu2++e-══Cu+电极反应中,加入Cu+的沉淀剂I-可使其电极电势的数值升高。215.已知,Ag(NH3)2+:K稳=1.1×107;AgCl:Kθsp=1.8×10-10;Ag2CrO4:Kθsp=2×10-12。用“大于”或“小于”填写。(1)E[Ag(NH3)2+/Ag]小于E(Ag2CrO4/Ag)(2)E(Ag2CrO4/Ag)大于E(AgCl/Ag)22三、计算题1.将下面的电池反应用电池符号表示:Cu(s)+2H+(0.01mol·L-1)Cu2+(0.1mol·L-1)+H2(0.9×1.013×105Pa)求电池:1)标准电动势E池,标准自由能变rG以及反应平衡常数。2)分别根据E池和rG判断反应从左向右能否自发进行。已知E(Cu2+/Cu)=0.34V23解:1)E池EE()E+2H/HE2+(Cu/Cu)0.000V0.34V-0.34VrmGnE池12mol(0.34V)96500Cmol65.6KJF24lgK0.0592nE池2(0.34)0.0592K123.2102)()EE2+2+0.0592(Cu/Cu)lgCu2c0.301V()EE++2H(H/H)0.0592lgc2H(PP12)0.117V25()()0.4270,EEE池反应逆向自发r2(0.427)9650082.4(KJ)0GnEF池,反应逆向自发。262.有一原电池,其电池符号为:Pt|H2(50.0kP)|H+(0.50mol·L–1)||Sn4+(0.70mol·L–1),Sn2+(0.50mol·L–1)|Pt(1)写出半电池反应;(2)写出电池反应;(3)计算原电池的电动势;(4)当E=0时,在保持p(H2)和c(H+)不变的情况下,c(Sn2+)/c(Sn4+)等于多少?27解:(1)正极反应42Sn2SneE0.15V负极反应2H22HeE0.00V(2)电池反应422SnHSn2HE池0.150.000.15(V)28(3)电池电动势=EE池池2+4+22SnHHSn0.0592lg2(/cccpp)0.16(V)(4)=0E池,即:E池2+4+22SnHHSn0.0592lg2(/cccpp)2924SnSncc230000也可先分别计算正负极的电极电势,再计算电池电动势:(3)4+2+(Sn/Sn)=EE4+2+4+2+SnSn0.0592(Sn/Sn)lg2cc30+2(H/H)=EE22+H2H0.0592(H/H)lg2(/cpp)电池电动势4+2++2=(Sn/Sn)(H/H)EEE池(4)=0E池,即:4+2++2=(Sn/Sn)(H/H)0EEE池313.已知Eθ(Ag+/Ag)=0.799V,Ag2C2O4的溶度积常数为3.5×10-11。求Ag2C2O4+2e-2Ag+C2O42-Eθ=?解:∵+2-224242-242sp,AgCrOAgCrO12AgCrO,spKccKcc32∴E224(AgCrOAg)E224+121112(AgAg)0.0592lg0.7990.0592lg0.7990.0592lg3.5100.489VAgspCrOcKc334.如果[Br-]=0.1mol·L-1,[Br2]=0.1mol·L-1,[I-]=0.1mol·L-1,[IO3-]=0.01mol·L-1,而溶液pH值为1时,试确定下列反应:6Br-+IO3-+6H+=3Br2(l)+I-+H2O进行的方向。(已知EIO3-/I-=1.085,EBr2(l)/Br-=1.065V,EBr2(aq)/Br-=1.087V)34解:=EE池池-2-33BrI66BrIOH0.0592lg[ccncccE--3(IO/I)E池-2-33Br-I266BrIOH3660.0592(Br/Br)]lg60.1(0.1)0.0592[1.0851.087]lg6(0.1)0.01(0.1)0.0970cccccV反应能正向自发。先分别计算正负极的电势,再计算电池电动势:35+-32IO6H6I3HOeEE正极反应:(+)-3-6IOH--3I0.0592(IO/I)lg6ccc-2Br2Br(aq)eEE负极反应:2(-)2Br-26Br0.0592(Br/Br)lg2cc---32(IO/I)(Br/Br)EEE池36