无机化学第六章答案

1第六章氧化还原平衡及氧化还原滴定法习题1．下列物质中元素的氧化数。（1）CrO42－中的Cr（2）MnO42－中的Mn（3）Na2O2中的O（4）H2C2O4·2H2O中的C解答：(1)Cr：＋6；(2)Mn：＋6；(3)O：－1；(4)C：＋32.下列反应中，哪些元素的氧化数发生了变化？并标出氧化数的变化情况。（1）Cl2＋H2O＝HClO＋HCl（2）Cl2＋H2O2＝2HCl＋O2（3）Cu＋2H2SO4(浓)＝CuSO4＋SO2＋2H2O（4）K2Cr2O7＋6KI＋14HCl＝2CrCl3＋3I2＋7H2O＋8KCl解答：(1)Cl：from0to＋1and－1(2)Cl：from0to－1；O：from－1to0(3)Cu：from0to＋2；S：from＋6to+4(4)Cr：from＋6to＋3；I：from－1to03.用离子电子法配平下列在碱性介质中的反应式。（1）Br2＋OH－→BrO3－＋Br－（2）Zn＋ClO－→Zn(OH)42－＋Cl－（3）MnO4－＋SO32－→MnO42－＋SO42－(4)H2O2＋Cr(OH)4－→CrO42-＋H2O解答：(1)Br2＋12OH－＝2BrO3－＋6H2O＋10e（2e＋Br2＝2Br－）×56Br2＋12OH－＝2BrO3－＋6H2O＋10Br－(2)Zn＋4OH－＝Zn(OH)42－＋2eH2O＋ClO－＋2e＝2OH－＋Cl－Zn＋H2O＋2OH－＋ClO－＝Zn(OH)42－＋Cl－2（3）(MnO4－＋e＝MnO42－)×22OH－＋SO32－＝H2O＋SO42－＋2e2MnO4－＋2OH－＋SO32－＝2MnO42－＋H2O＋SO42－(4)(H2O2＋2e＝2OH－)×3(4OH－＋Cr(OH)4－＝CrO42－＋4H2O＋3e)×23H2O2＋2OH－＋2Cr(OH)4－＝2CrO42－＋8H2O4.用离子电子法配平下列在酸性介质中的反应式。(1)S2O82－＋Mn2＋→MnO4－＋SO42－(2)PbO2＋HCl→PbCl2＋Cl2＋H2O(3)Cr2O72－＋Fe2＋→Cr3＋＋Fe3＋(4)I2＋H2S→I－＋S解答：(1)(S2O82－＋2e＝2SO42－)×5(4H2O＋Mn2＋＝MnO4－＋8H＋＋5e)×25S2O82－＋8H2O＋2Mn2＋＝2MnO4－＋16H＋＋10SO42－(2)PbO2＋4H＋＋2e＝Pb２＋＋2H2O2Cl－＝Cl2＋2ePbO2＋4HCl＝PbCl2＋Cl2＋2H2O(3)Cr2O72－＋14H＋＋6e＝2Cr3＋＋7H2O(Fe2＋＝Fe3＋＋e)×6Cr2O72－＋14H＋＋6Fe2＋＝2Cr3＋＋7H2O＋6Fe3＋(4)I2＋2e＝2I－H2S＝S＋2H＋＋2eI2＋H2S＝2I－＋S＋2H＋35.Diagramgalvaniccellsthathavethefollowingnetreactions.(1)Fe+Cu2+=Fe2++Cu(2)Ni+Pb2+=Ni2++Pb(3)Cu+2Ag+=Cu2++2Ag(4)Sn+2H+=Sn2++H2解答：（1）.(－)Fe|Fe2+(c1)‖Cu2+(c2)|Cu（＋）（2）.(－)Ni|Ni2+(c1)‖Pb2+(c2)|Pb（＋）（3）.(－)Cu|Cu2+(c1)‖Ag+(c2)|Ag（＋）（4）.(－)Sn|Sn2+(c1)‖H+(c2)|H2,Pt（＋）6.下列物质在一定条件下都可以作为氧化剂：KMnO4、K2Cr2O7、CuCl2、FeCl3、H2O2、I2、Br2、F2、PbO2试根据标准电极电势的数据，把它们按氧化能力的大小排列成顺序，并写出它们在酸性介质中的还原产物。解答：氧化能力由大到小排列如下：解答：(1)F2、(2)H2O2、(3)KMnO4、(4)PbO2、(5)K2Cr2O7、(6)Br2、(7)FeCl3、(8)I2、(9)CuCl2在酸性介质中的还原产物依次如下：F－、H2O、Mn2+、Pb2+、Cr3+、Br－、Fe2+、I－、Cu7.．Calculatethepotentialofacellmadewithastandardbromineelectrodeastheanodeandastandardchlorineelectrodeasthecathode.解答：已知φ(Cl2/Cl－)＝1.358V；φ(Br2(l)/Br－)＝1.087V则电动势E=φ(＋)－φ(－)＝1.358－1.087＝0.271（V）8.Calculatethepotentialofacellbasedonthefollowingreactionsatstandardconditions.(1)2H2S＋H2SO3→3S＋3H2O（2）2Br－＋2Fe3＋→Br2＋2Fe2＋(3)Zn＋Fe2＋→Fe＋Zn2＋(4)2MnO4－＋5H2O2＋6HCl→2MnCl2＋2KCl＋8H2O＋5O2解答：（1）0.308V（2）－0.316V（3）0.323V（4）0.828V49.已知MnO4－＋8H＋＋5e＝Mn2＋＋4H2O＝1.507VFe3＋＋e＝Fe2＋＝0.771V(1)判断下列反应的方向MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋→Mn2＋＋4H2O＋5Fe3＋(2)将这两个半电池组成原电池，用电池符号表示该原电池的组成，标明电池的正、负极，并计算其标准电动势。(3)当氢离子浓度为10mol·L－1，其它各离子浓度均为1mol·L－1时，计算该电池的电动势。解答：（1）MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋→Mn2＋＋4H2O＋5Fe3＋正向进行(2)(－)Pt|Fe2＋(c1)，Fe3＋(c2)‖MnO4－(c3)，Mn2＋(c4)|Pt（＋）E＝1.507－0.771＝0.736V(3)E＝[1.507＋(0.0592/5)lg108]－0.771＝1.602－0.771＝0.831V10.已知下列电池Zn|Zn2＋(xmol·L－1)‖Ag＋(0.1mol·L－1)|Ag的电动势E＝1.51V求Zn2＋离子的浓度。解答：E＝+－-＝(Ag+/Ag＋0.0592lgcAg+)－(Zn2+/Zn＋20592.0lgcZn2+)＝1.51mol·L(0.799＋0.0592lg0.1)－(－0.763＋20592.0lgcZn2+)＝1.51mol·L∴c(Zn2＋)＝0.58mol·L－111.当HAc浓度为0.10mol·L－1，p(H2)=100kPa，测得(HAc/H2)=-0.17v.求溶液中H+的浓度和HAc的解离常数Ka解：由题意得，（HAc/H2）=(H+/H2)+(0.059/2)lg[H+]2/p（H2）/p=0.059lg[H+]=-0.17V可得[H+]=1.31×10-3mol·L－1HAc的解离常数Ka=[H+]2/(c-[H+])=1.74×10-512.在标准状态下，MnO2和HCl反应能否制得Cl2？如果改用12mol·L－1的浓盐酸呢（设其他物质仍处于标准态）？5解：由题意得，正极反应：MnO2＋2e+4H+→Mn2＋＋2H2O负极反应：4HCl(浓)→Cl2＋2Cl-+4H++2e标准状况下E=E（MnO2/Mn2＋）－E（Cl2/Cl-）=1.23v-1.358v=-0.128v0,故此时不能制得Cl2。改用12mol·L－1的浓盐酸时，E=[E（MnO2/Mn2＋）－（0.0592/2）lg(1/[H+]4)]－[E（Cl2/Cl-）－（0.0592/2）lg[H+]4[Cl-]2]=(1.23+0.0592×4×1.08/2)-(1.358-0.0592×6×1.08/2)0说明改用12mol·L－1的浓盐酸时能制得氢气13.为了测定PbSO4的溶度积，设计了下列原电池（－）Pb|PbSO4|SO42－(1.0mol·L－1)‖Sn2＋(1.0mol·L－1)|Sn（＋）在25C时测得电池电动势E＝0.22V，求PbSO4溶度积常数Ksp。解答：∵正＝－0.136v0.22＝－0.136-负∴负＝－0.356V∵[Pb2＋][SO42-]＝Ksp∴－0.356＝－0.126＋20592.0lg[Pb2＋]＝0.126＋20592.0lg1Ksp∴Ksp＝1.710－814．利用下述电池可以测定溶液中Cl-的浓度，当用这种方法测定某地下水Cl-含量时，测得电池的电动势为0.280v，求某地下水中Cl-的含量(－)Hg(s)|Hg2Cl2(l)|KCl(饱和)‖Cl-(c)|AgCl(s)|Ag(s)（＋）解：由题意得：E[AgCl(s)/Ag(s)]=E[AgCl(s)/Ag(s)]+0.059lg1/[Cl-]=0.799-0.059lg[Cl-]查表得E[Hg(s)/Hg2Cl2(l)/KCl(饱和)]=0.25v故电池的电动势为E=E+-E-=（0.222-0.059lg[Cl-]）-0.25=0.280V0.059lg[Cl-]=-0.308故[Cl-]=6.02×10-6mol·L－115.根据标准电极电势计算298K时下列电池的电动势及电池反应的平衡常数6(1)(－)Pb(s)|Pb2＋(0.1mol·L－1)‖Cu2＋(0.5mol·L－1)|Cu(s)（＋）(2)(－)Sn(s)|Sn2＋(0.05mol·L－1)‖H＋(1.0mol·L－1)|H2(105Pa),Pt(s)（＋）(3)(－)Pt，H2(105Pa)|H＋(1mol·L－1)‖Sn4＋(0.5mol·L－1)，Sn2＋(0.1mol·L－1)|Pt(＋）(4)(－)Pt，H2(105Pa)|H＋(0.01mol·L－1)‖H＋(1.0mol·L－1)|H2(105Pa)，Pt（＋）解答：(1)负＝－0.126＋20592.0lg0.1＝－0.156正＝0.337＋20592.0lg0.5＝0.328E＝0.328－(－0.156)＝0.484E＝0.337＋0.126＝0.463lgK＝0592.0463.02∴K＝4.38×1015(2)正＝0负＝－0.136＋20592.0lg0.05＝0.175∴E＝0.175lgK＝0592.0136.02∴K＝3.93×104(3)负＝0正＝0.151＋20592.0lg1.05.0＝0.172∴E＝0.172lgK＝0592.0151.02∴K＝1.26×105(4)正＝0负＝0＋20592.0lg1)01.0(2＝－0.1184∴E＝0.1184K＝116．下列三个反应：（1）A＋B＋＝A＋＋B7（2）A＋B2＋＝A2＋＋B（3）A＋B3＋＝A3＋＋B的平衡常数值相同，判断下述那一种说法正确？(a)反应（1）的值最大而反应（3）的值最小；(b)反应（3）的值最大；（c）不明确A和B性质的条件下无法比较值的大小；（d）三个反应的值相同。答：C17．试根据下列元素电势图：A／VCuCuCu521.01583.02AgAgAg7996.000.22AuAuAu68.129.12FeFeFe447.02771.03回答Cu＋、Ag＋、Au＋、Fe2＋等离子哪些能发生歧化反应。解答：Cu＋、Au＋能发生歧化。18．计算在1mol·L－1溶液中用Fe3＋滴定Sn2＋的电势突跃范围。在此滴定中应选用什么指示剂？若用所选指示剂，滴定终点是否和化学计量点符合？解答：（Sn4＋/Sn2＋）＝0.154V（Fe3＋/Fe2＋）＝0.771V突跃范围：（0.154＋3×20592.0＝）0.2428V～（0.771—3×10592.0＝）0.5934V选次甲基蓝；符合，sp＝3154.02771.01＝0.36V19．将含有BaCl2的试样溶