第七章氧化还原习题及答案

62第8章氧化还原反应习题参考答案8.1指出下列物质中带*号各元素的氧化数。K2Mn*O4H2O*2KO*2NaH*Na2Cr*2O7P*4Pb*2O3Cu*IN*2O4O*F2Na2S*4O6S*2O32-答:+6，-1，-21，-1，+6，0，+23，+1，+4，+2，+25，+2.8.2用氧化数法配平下列氧化还原反应方程式。(1)(NH4)2Cr2O7→N2+Cr2O3+H2O解:(NH4)2Cr2O7N2+Cr2O3+4H2O(2)H2O2+PbS→PbSO4解:4H2O2+PbSPbSO4+4H2O(3)K2Cr2O7+H2O2+H2SO4→K2SO4+Cr2SO4+O2+H2O解:K2Cr2O7+3H2O2+2H2SO4K2SO4+Cr2SO4+4O2+5H2O(4)P4+NaOH+H2O→NaHPO2+PH3解:P4+3NaOH+3H2O3NaHPO2+PH3(5)KMnO4+MnSO4+H2O→MnO2+K2SO4+H2SO4解:2KMnO4+3MnSO4+2H2O5MnO2+K2SO4+2H2SO4(6)KMnO4+H2O2+H2SO4→MnSO4+O2+K2SO4+H2O解:2KMnO4+5H2O2+3H2SO42MnSO4+5O2+K2SO4+8H2O(7)KClO→KClO3+KCl解:3KClOKClO3+2KCl(8)KIO3+KI+H2SO4→I2+K2SO4+H2O解:KIO3+5KI+3H2SO43I2+3K2SO4+3H2O(9)PbO2+Mn(NO3)2+HNO3→Pb(NO3)2+HMnO4+H2O解:5PbO2+2Mn(NO3)2+6HNO35Pb(NO3)2+2HMnO4+2H2O(10)FeSO4+K2Cr2O7+H2SO4→Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+H2O解:6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO43Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O8.3用离子电子法配平下列电极反应。(1)CrO42-→Cr(OH)3(碱性介质)解:①CrO42-→Cr(OH)3②CrO42-+4H2O→Cr(OH)3+5OH-63③CrO42-+4H2O+3e-Cr(OH)3+5OH-(2)MnO4-→Mn2+(酸性介质)解:①MnO4-→Mn2+②MnO4-+8H+→Mn2++4H2O③MnO4-+4H2O+5e-Mn2++4H2O(3)BrO3-→Br2(酸性介质)解:①BrO3-→1/2Br2②BrO3-+6H+→1/2Br2+3H2O③BrO3-+6H++5e-1/2Br2+3H2O(4)H2O2→H2O(酸性介质)解:①H2O2→H2O②H2O2+2H+→2H2O③H2O2+2H++2e-2H2O(5)MnO42-→MnO2(碱性介质)解:①MnO42-→MnO2②MnO42-+2H2O→MnO2+4OH-③MnO42-+2H2O+2e-MnO2+4OH-(6)CrO2-→Cr(碱性介质)解:①CrO2-→Cr②CrO2-+2H2O→Cr+4OH-③CrO2-+2H2O+3e-Cr+4OH-8.4用离子电子法配平下列反应方程式。(1)C2O42-+MnO4-→CO2+Mn2+(酸性介质)解:①C2O42-→2CO2MnO4-+8H+→Mn2++4H2O②C2O42-→CO2+2e-×5MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O×2③5C2O42-+2MnO4+16H+10CO2+2Mn2++8H2O64(2)KOH+Br2→KBrO3+KBr+H2O(碱性介质)解:①1/2Br2+6OH-→BrO3-+3H2O1/2Br2→Br-②1/2Br2+6OH-→BrO3-+3H2O+6e-×11/2Br2+e-→Br-×6③3Br2+6OH-BrO3-+5Br-+3H2O④6KOH+3Br2KBrO3+5KBr+3H2O(3)Cl2+Br2+H2O→HCl+HBrO3(酸性介质)解:①1/2Br2+3H2O→BrO3-+6H+1/2Cl2→Cl-②Br2+6H2O→2BrO3-+6H++5e-×11/2Cl2+e-→Cl-×5③5Cl2+Br2+6H2O10HCl+2HBrO3(4)HgS+NO3-+Cl-→HgCl42-+NO+S(酸性介质)解:①HgS+Cl-→HgCl42-+SNO3-→NO②HgS+4Cl-→HgCl42-+S+2e-×3NO3-+4H++3e-→NO+2H2O×2③3HgS+2NO3-+12Cl-+8H+3HgCl42-+2NO+3S+4H2O8.5增加溶液中H+浓度，下列氧化剂的氧化能力如何变化。①Br2；②Cr2O72-；③BrO3-；④H2O2；⑤Sn4+；⑥H3AsO4答:①Br2没有影响，因为H+不参与电极反应②Cr2O72-氧化能力增强，因为H+参与电极反应Cr2O72-+14H++6e-2Cr3++7H2O2314272/lg60592.03272CrHOCrCrOCr，且对电极电势影响很大③BrO3-有影响，电极反应为BrO3-+6H++5e-1/2Br2+3H2O6563/lg50592.03HBrOBrBrO，且影响较大。④H2O2有影响，电极反应为H2O2+2H++2e-H2O，氢离子能参与电极反应。因而可影响电极电势的变化。⑤Sn4+没有影响，因为H+不参与电极的反应。⑥H3AsO4有影响，电极反应为：H3AsO4+2H++2e-H3AsO3+H2O,H+参与电极的反应，据公式33243/lg20592.03343AsOHHAsOHAsOHAsOH，所以H+可影响电极电势变化。8.6查电极电势表，判断下列反应方向并写出电池符号。①2Fe3++Cu→2Fe2++Cu2+解：CuCu/2=0.3419V，23/FeFe=0.771V，由反应可知铁为正极，铜为负极。Eθ=负正=0.771-0.3419=0.4291V〉0，反应正向进行。电池符号表示为：(-)Cu|Cu2+‖Fe3+,Fe2+|Pt(+)②Sn2++Hg2+→Sn4++Hg解：24/SnSn=0.151V,HgHg/2=0.851V,由反应可知汞为正极，锡为负极=负正=0.851-0.151=0.700V〉0，反应正向进行。电池符号表示为：(-)Pt|Sn4+,Sn2+‖Hg2+|Hg-HgCl2|Cl-(+)③Fe3++2I-→I2+Fe2+解：23/FeFe=0.771V，II/2-=0.5355V，由反应可知铁为正极，碘为负极。Eθ=负正=0.771-0.5355=0.2355V〉0，反应正向进行。电池符号表示为：(-)Pt,I2(S)|I-‖Fe3+,Fe2+|Pt(+)④Cu+Cl2→Cu2++2Cl_66解：CuCu/2=0.3419V，ClCl/2=1.35827V，由反应可知氯为正极，铜为负极。Eθ=负正=1.35827-0.3419=1.01637V〉0，反应正向进行。电池符号表示为：(-)Cu|Cu2+‖Cl-|Cl2,Pt(+)⑤MnO2+H++Cl-→Mn2++Cl2+H2O解：22/MnMnO=1.224V，ClCl/2=1.35827V，由反应可知锰为正极，氯为负极。Eθ=负正=1.35827-1.224=0.13427V〉0，反应正向进行。电池符号表示为：(-)Pt,Cl2|Cl-‖Mn2+|MnO2,Pt(+)8.7比较电极电势的大小，把下列两组电极电势由大到小的顺序排列出来，简单说明理由。①AgCNAgAgAgI/)(/2,，AgAgBrAgAgClAgAg///,,。解：AgAg/AgAgCl/AgAgBr/AgAgI/AgCNAg/)(2，依据是这些电对电极电势是AgAg/的衍生电势，AgAgAgAgAglg0592.0//衍生，而〔Ag+〕与有关配离子K稳和难溶化合物的Ksp有关.②CuCuICNCuCuNHCuCuCu/])([/])([/,,,242432解：242432])([/])([//CNCuCuNHCuCuCuICuCu8.8简单回答下列问题：①氧化还原电对中若氧化型物质浓度减少电极电势如何变化。答：根据能斯特方程可知，氧化还原电对中若氧化型物质浓度减少，则电极电势将减小。②氧化还原电对中若还原型物质浓度减少电极电势如何变化。答：根据能斯特方程可知，氧化还原电对中若还原型物质浓度减少，则电极电势将增大。③为什么不能用铁制品装CuSO4溶液，也不能用铜器装FeCl3溶液。答：CuCu/2=0.3419V，FeFe/2=-0.447V由铁和铜的标准电极电势可知，铁比铜的化学67活性大，所以用铁制品装CuSO4溶液，铁制品会被溶解。由23/FeFe=0.771V可知，也不能用铜器装FeCl3溶液，否则铜会被溶解。④配制SnCl2溶液时，为什么要加Sn粒。答：SnSn/2=-0.1375V,OHO22/=1.229V,24/SnSn=0.151V由电极电势可知，二价锡很不稳定易被空气中的氧气氧化，所以要加入锡粒。⑤H2S溶液和FeCl2溶液为什么不能久放。答：SHS2/=0.142V,OHO22/=1.229V,23/FeFe=0.771V,由此可知，空气中的氧可以把H2S氧化为S，也可使Fe2+氧化Fe3+,固二者均不可久放在空气中。⑥Ag为什么可从HI溶液中置换氢气。答：AgAg/=0.7996V，2/HH=0.0000V,AgnAgAgAgAgAgAgIlg0592.0///=0.7996+0.0592171052.8lg=-0.148V,Eθ=负正=0-(-0.148)=0.148V〉0,反应可自发进行。有反应：Ag+I-+H+=AgI+1/2H2发生。8-9.现有Fe3+、Br2、KMnO4三种氧化剂，查出标准电极电势，溶液中有I-、Br-，选择只能氧化I-的氧化剂是那一种？答:23/FeFe=0.771V，MnMnO/4=1.507V,BrBr/2=1.066V,II/2-=0.5355V，由电极电势可知,只氧化I-,不使其它其它离子氧化,只能选择Fe3+这种氧化剂。8.10计算下列电极的非标准电极电势，只改变H+的浓度，其它物质浓度不变。①在H+为104mol·L-1的酸性介质中，电对Cr2O72-/Cr3+；解:Cr2O72-+14H++6e-2Cr3++7H2O2314272/lg60592.03272CrHOCrCrOCr=1.232+14410lg60592.0=1.7845V②在H+为103mol·L-1的酸性介质中，电对MnO4-/Mn2+；解:MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O284/lg50592.04MnHMnOMnMnO68=1.507+8310lg50592.0=1.7912V③I2在0.01mol·L-1KI中的电极电势；解:I2+2e-2I-=+21lg0592.0In=0.5355+21lg20592.0I=0.6539V④Fe3+浓度为0.01mol·L-1，Fe2+浓度为0.001mol·L-1，电对Fe3+/Fe2+。=+23lg0592.0FeFen=0.771+23lg0592.0FeFe=0.8302V8.11已知下列标准电极电势Cu2++2e-Cu,CuCu/2=0.3419V，Cu2++e-Cu+,CuCu/2=