第7章氧化还原反应电化学基础

第7章氧化还原反应电化学基础一、单选题1.下列电对中，Eθ值最小的是：A:Ag+/Ag；B:AgCl/Ag；C:AgBr/Ag；D:AgI/Ag2.Eθ(Cu2+/Cu+)=0.158V，Eθ(Cu+/Cu)=0.522V，则反应2Cu+Cu2++Cu的Kθ为：A:6.93×10-7；B:1.98×1012；C:1.4×106；D:4.8×10-133.已知Eθ（Cl2/Cl-）=+1.36V，在下列电极反应中标准电极电势为+1.36V的电极反应是：A:Cl2+2e-=2Cl-B:2Cl--2e-=Cl2C:1/2Cl2+e-=Cl-D:都是4.下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH值的大小无关的是：A:K2Cr2O7B:PbO2C:O2D:FeCl35.下列电极反应中，有关离子浓度减小时，电极电势增大的是：A:Sn4++2e-=Sn2+B:Cl2+2e-=2Cl-C:Fe-2e-=Fe2+D:2H++2e-=H26.为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：A:加入Sn粒B:.加Fe屑C:通入H2D:均可7.反应Zn(s)+2H+→Zn2++H2(g)的平衡常数是多少？A:2×10-33B:1×10-13C:7×10-12D:5×1026二、是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）1.在氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，反应就进行得越快2．由于Eθ（Cu+/Cu）=+0.52V,Eθ（I2/I-）=+0.536V,故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。3．氢的电极电势是零。4．计算在非标准状态下进行氧化还原反应的平衡常数，必须先算出非标准电动势。5．FeCl3，KMnO4和H2O2是常见的氧化剂，当溶液中[H+]增大时，它们的氧化能力都增加。三、填空题1.根据Eθ(PbO2/PbSO4)Eθ(MnO4-/Mn2+)Eθ(Sn4+/Sn2+)，可以判断在组成电对的六种物质中，氧化性最强的是，还原性最强的是。2.随着溶液的pH值增加，下列电对Cr2O72-/Cr3+、Cl2/Cl-、MnO4-/MnO42-的E值将分别、、。3.用电对MnO4-/Mn2+，Cl2/Cl-组成的原电池，其正极反应为，负极反应为，电池的电动势等于，电池符号为。（Eθ(MnO4-/Mn2+)=1.51V；Eθ(Cl2/Cl-)=1.36V）4.已知：Cr2O72-+1.36Cr3+-0.41Cr2+-0.86Cr，则Eθ(Cr2O72-/Cr2+)=V，Cr2+能否发生歧化反应。5.用离子-电子法配平下列氧化还原反应式（1）Cr2O72－+Fe2+→Cr3++Fe2++H2O(酸性介质)；（2）Mn2++BiO3－+H+→MnO4－+Bi3++H2O；（3）H2O2+MnO4－+H+→O2+Mn2++H2O。6.反应2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2++Cu2+(aq)与Fe(s)+Cu2+(aq)=Fe2+(aq)+Cu(s)均正向自发进行，在上述所有氧化剂中最强的是，还原剂中最强的是。7.已知Eθ（Cu2+/Cu）=0.337V,KθCu(OH)2，sp,=2.2×10-20,则Eθ（Cu(OH)2/Cu）=V。8.常用的两种甘汞电极分别是（1）,(2),其电极反应为,常温下两种甘汞电极的电极电势大小顺序为。9.根据标准电极电势表，将Hg2+、Cr2O72－、H2O2、Sn、Zn、Br－中的氧化剂、还原剂由强到弱分别排列成序：（1）氧化剂由强到弱；（2）还原剂由强到弱。四、计算题1.若下列反应在原电池中正向进行，试写出电池符号和电池电动势的表示式。（1）Fe+Cu2+Fe2++Cu（2）Cu2++NiCu+Ni2+2.求出下列原电池的电动势，写出电池反应式，并指出正负极。（1）Pt|Fe2+(1mol·L－1),Fe3+(0.0001mol·L－1)||I－(0.0001mol·L－1)，I2(s)|Pt（2）Pt|Fe3+(0.5mol·L－1)，Fe2+(0.05mol·L－1)||Mn2+(0.01mol·L－1)，H+(0.1mol·L－1)，MnO2（固）|Pt3.将铜片插入盛有0.5mol·L－1CuSO4溶液的烧杯中，银片插入盛有0.5mol·L－1AgNO3溶液的烧杯中，组成一个原电池。（1）写出原电池符号；（2）写出电极反应式和电池反应式；（3）求该电池的电动势。4.在pH=3和pH=6时，KMnO4是否能氧化I－离子和Br－离子？5.已知φ＃（H3AsO4/H3AsO3）=0.559V，φ＃（I2/I－）=0.535V，试计算下列反应：H3AsO3+I2+H2OH3AsO4+2I－+2H+在298K时的平衡常数。如果pH=7，反应朝什么方向进行？6.已知：Fe2++2e－Feφ＃=－0.44VFe3++e－Fe2+φ＃=+0.771V该电池反应式为：3Fe2+=Fe+2Fe3+计算该电池的E＃值及电池反应的△rGm＃，并判断反应能否正向自发进行？7.根据下列反应组成电池，写出电池组成式，计算298K时的电动势，并判断反应自发进行的方向。（1）2Ag(s)+Cu(NO3)2(0.01mol·L－1)2AgNO3(0.1mol·L－1)+Cu(s)（2）2Cr3+(0.01mol·L－1)+2Br－(0.1mol·L－1)2Cr2+(1mol·L－1)+Br2(l)8.已知[Sn2+]=0.1000mol·L－1，[Pb2+]=0.100mol·L－1（1）判断下列反应进行的方向Sn+Pb2+Sn2++Pb（2）计算上述反应的平衡常数K。9.已知φ＃（Br2/Br－）＝1.065V，φ＃（IO3－，H+/I2）=1.20V（1）写出标准状态下自发进行的电池反应式；（2）若[Br－]=0.0001mol·L－1，而其它条件不变，反应将如何进行？（3）若调节溶液pH=4，其它条件不变，反应将如何进行？10.已知锰的元素电势图为：（1）求φ＃（MnO4－/Mn2+）；（2）确定MnO2可否发生歧化反应？（3）指出哪些物质会发生歧化反应并写出反应方程式。11.在298K时，测定下列电池的E=+0.48V，试求溶液的pH值。（－）Pt，H2(100kPa)|H＋(xmol·L－1)||Cu2+(1mol·L－1)|Cu（+）12.I2在水中溶解度很小，试从两个半反应计算在298K时，I2饱和溶液的浓度。已知I2（s）＋2e=2I－jΘ=0.535VI2（aq）＋2e=2I－jΘ=0.621V无机化学习题库参考答案:一、单选题题号1234567答案DCDDBAD二、判断题题号12345答案×××××三、填空题1.PbO2，Sn2+2.减小、不变、不变3.MnO4-+8H++5e→Mn2++4H2O，2Cl--2e→Cl2，0.15V，(-)Pt,Cl2(pθ)|Cl-‖MnO4-,Mn2+,H+|Pt(+)4.0.917V，不能5.（1）Cr2O72－+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O（2）2Mn2++5BiO3－+14H+=2MnO4－+5Bi3++7H2O（3）5H2O2+2MnO4－+6H+=5O2+2Mn2++8H2O6.Fe3+,Fe7.-0.248.标准甘汞电极,饱和甘汞电极,Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl–,Eθ(1)Eθ(2)9.H2O2Cr2O72－Hg2+；ZnSnH2O2Br－四、计算题1.解：（1）（－）Fe|Fe2+(1mol·L－1)||Cu2+(1mol·L－1)|Cu（＋）E=j(+)－j(－)=j＃(Cu2+/Cu)－j＃(Fe2+/Fe)+lg（2）（－）Ni|Ni2+(1mol·L－1)||Cu2+(1mol·L－1)|Cu（＋）E=j(+)－j(－)=j＃(Cu2+/Cu)－j＃(Ni2+/Ni)+lg2.解：（1）Pt|Fe2+(1mol·L－1),Fe3+(0.0001mol·L－1)||I－(0.0001mol·L－1)，I2(s)|Pt设右边为正极，左边为负极E=j(+)－j(－)=φ＃(I2/I－)+0.0592lg－j＃(Fe3+/Fe2+)－0.0592lg=0.535－0.771＋0.0592lg=0.238V0∴假设正确，电池反应式为I2+2Fe2+=2I－+2Fe3+（2）Pt|Fe3+(0.5mol·L－1)，Fe2+(0.05mol·L－1)||Mn2+(0.01mol·L－1)，H+(0.1mol·L－1)，MnO2（固）|Pt设右边为正极，左边为负极E=j(+)－j(－)=φ＃(MnO2/Mn2+)+lg－j＃(Fe3+/Fe2+)－0.0592lg=0.3406V0∴假设正确，电池反应式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O3.解：（1）（－）Cu|Cu2+(0.5mol·L－1)||Ag+(0.5mol·L－1)|Ag（＋）（2）正极反应Ag++e－Ag负极反应Cu2++2e－Cu①×2＋②得电池反应式：2Ag++Cu=2Ag+Cu2+（3）E=j(Ag+/Ag)－j(Cu2+/Cu)=j＃(Ag+/Ag)+0.0592lg[Ag+]－j＃(Cu2+/Cu)－lg[Cu2+]=0.7996+0.0592lg0.5－0.3402－lg0.5=0.4505(V)4.解：j＃(I2/I－)=0.535V，j＃(Br2/Br－)=1.08V在酸性条件下：MnO4－+8H++5e→Mn2++4H2O[MnO4－]=[Mn2+]=1mol·L－1j(MnO4－/Mn2+)=j＃(MnO4－/Mn2+)+lg[H+]8pH=3时j(MnO4－/Mn2+)=1.51+lg(10－3)8=1.226(V)既大于j＃(I2/I－)，也大于j＃(Br2/Br－)，所以既能够氧化I－，也能够氧化Br－。PH=6时j(MnO4－/Mn2+)=0.942V此时，j(MnO4－/Mn2+)j＃(I2/I－)，但j(MnO4－/Mn2+)j＃(Br2/Br－)∴KMnO4能氧化I－，却不能氧化Br－。5.lgK====－0.81∴K=0.15由于E#0∴此时反应逆向进行当pH=7时，[H+]=10－7，其它浓度均为1mol·L－1E=j(+)－j(－)=j＃(I2/I－)－j＃(H3AsO4/H3AsO3)－lg[H+]2=0.535－0.559－lg(10－7)2=0.39V0∴反应正向进行。6.解：E#=＃(＋)－＃(－)=－0.44－0.771=－1.211V0△rGm＃=－nFE#=－2×96485×(－1.211)=233.69(kJ)0∴反应不能自发进行。7.解：（1）(－)Ag|Ag+(0.1mol·L－1)||Cu2+(0.01mol·L－1)|Cu(+)E=j(＋)－j(－)=0.34－0.7996＋lg=－0.46+lg=－0.46(V)0故反应逆向自发进行。（2）(－)Pt|Br2(l)，Br－(0.1mol·L－1)||Cr3+(0.01mol·L－1)，Cr2+(1mol·L－1)|Pt(+)E=j(＋)－j(－)=－0.41－1.087＋lg=－1.68(V)0故反应逆向自发进行。8.解：（1）E=j(＋)－j(－)=j＃(Pb2+/Pb)－j＃(Sn2+/Sn)＋lg=－0.126－(－0.136)+lg=0.010V0故反应正向进行。（2）lgK===0.34∴K=2.189.解：（1）j＃(IO3－，H+/I2)j＃(Br2/Br－)故电池反应为：2IO3－+10Br－+12H+==I2+5Br2+6H2O（2）E=j＃(IO3－，H+/I2)－j＃(Br2/Br－)+(0.0592/10)lg[Br－]10=1.20－1.065+0.0592lg0.0001=－0.101(V)0故反应逆向进行。（3）E=j＃(IO3－，H+/I2)－j＃(Br2/Br－)+(0.0592/10)l