江苏省滨海县明达中学2014-2015学年高中化学 奥赛辅导专题训练十 氧化还原反应与电化学基础

江苏省滨海县明达中学2014-2015学年高中化学奥赛辅导专题训练十氧化还原反应与电化学基础学号姓名得分1、配平下列离子氧化–还原反应（1）An+Bx－→Ay－+Bm（2）Cl2+OH－→ClOn+Cl－+H2O（3）BiO3+Mn2＋+H＋→Bi3＋+MnO4+H2O（4）VO2+H2C2O4·2H2O+H＋→VO2＋+CO2↑+H2O2、已知硫酸锰（MnSO4）和铋酸钠（NaBiO3，难电离）两种盐溶液在硫酸介质中可发生氧化还原反应，生成高锰酸钠、硫酸铋和硫酸钠。（1）请写出并配平上述反应的化学方程式：。（2）此反应的氧化剂是，它的还原产物是。（3）此反应的离子反应方程式可表示为：。（4）若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰，当它跟过量的铋酸钠反应时，除有上述产物生成外，其它的生成物还有。3、设计一种实验证明在酸性条件下，S2O28的氧化性比MnO4、Cr2O27的强，MnO4、Cr2O27的氧化性比H2O2的强，写出相应反应的化学方程式。4、已知银锌电池的电池符号为：Zn（s）|ZnO（s）|KOH（40%），K2ZnO2（aq）||Ag2O|Ag（s）写出该电池的负极反应、正极反应及电池反应。5、一种含有Sn2＋的溶液用Fe3＋进行电位滴定。已知：Sn4＋+2e－=Sn2＋E0=0.154VFe3＋＋e－=Fe2＋E0=0.771V（1）写出总反应式，并计算反应的标准自由能变。（2）确定反应的平衡常数。6、有一原电池：Zn(s)|Zn2+(aq)‖MnO4(aq)，Mn2+(aq)|Pt若pH=2.00，c(MnO4)=0.12mol·L－1，c(Mn2+)=0.001mol·L－1，c(Zn2+)=0.015mol·L－1，T=298K。（1）计算两电极的电极电势：（2）计算该电池的电动势。（已知：298K时，0)/(24MnMnOE=1.512V；0)/(2ZnZnE=–0.0762V）7、在含有1.0mol·L－1的Fe3+和1.0mol·L－1的Fe2+的溶液中加入KCN(s)有3－，4－配离子生成。当系统中c(CN－)=1.0mol·L-1，c(3-=c(4－=1.0mol·L－1时，计算E(Fe3+/Fe2+)。8、在含有Cl－、Br－、I－三种离子的混合溶液中，欲使I－氧化成I2，而不能使Br－、Cl－氧化，在常用氧化剂Fe3+和KMnO4中应选择哪一种能符合上述要求：（已知：E0/2II=+0.535V；E0/2BrBr=+1.087V；E0/2ClClC=+1.3583V；E0/23FeFe=+0.770V；E0/24MnMnO=+1.491V）9、有一批做过银镜反应实验的试管要洗涤，可用铁盐溶液来做洗涤剂。实验室中可选用的铁盐溶液有FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3（三种溶液中［Fe3＋］相等）。甲同学认为三种溶液中FeCl3洗银效果最好，乙同学则认为Fe(NO3)3效果最好，两人都提出了各自合理的判断依据（结果如何当然还要看哪一个理由在实际过程中的效果）。能够查到的数据有：Fe和Ag的标准电极电势，E0/23FeFe=0.77V，E0/AgAg=0.80V；Fe(OH)3的溶度积，Ksp=2×10－39（1）甲的判断依据是；（2）乙的判断依据是。10、在碱性溶液中，溴的电势图如下：问哪些离子能发生歧化反应？并写出有关的电极反应和歧化反应的离子反应方程式。11、设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。回答如下问题：（1）以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：。（2）这个电池的正极发生的反应是：；负极发生的反应是：。固体电解质里的O2－的移动方向是：。向外电路释放电子的电极是：。（3）人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是：。（4）你认为在ZrO2晶体里掺杂Y2O3用Y3＋代替晶体里部分的Zr4＋对提高固体电解质的导电能力会起什么作用？其可能的原因是什么？答：BrO30.54VBrO1/2Br2Br－0.76V1.07V0.45V专题十参考答案：1、（1）mxmnymnxny（2）n2n12n－1n（3）5214527（4）2122242、（1）4MnSO4+10NaBiO3+14H2SO4=4NaMnO4+5Bi2(SO4)3+3Na2SO4+14H2O（2）NaBiO3Bi2(SO4)3（3）2Mn2＋+5NaBiO3+14H＋=2MnO4+5Bi3＋+5Na＋+7H2O（4）Cl23、2Mn2＋+5S2O28+7H2O2MnO4+10SO24+16H＋溶液的颜色变为紫色，Mn2＋被氧化为紫色的MnO42Cr3＋+3S2O28+7H2OCr2O27+6SO42－+14H＋Cr3＋被氧化为橙色的Cr2O27，证明S2O82－的氧化性比MnO4、Cr2O27的强。Cr2O27+4H2O2+2H＋=2CrO5+5H2O2MnO4+5H2O2+6H＋=2Mn2＋+5O2+8H2OCr2O27被H2O2还原为蓝色的CrO5，MnO4被H2O2还原为无色的Mn2＋。4、负极：Zn+2OH－－2e－=Zn(OH)2正极：Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH－电池反应：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)25、（1）电池反应：Sn2＋+2Fe3＋=Sn4＋＋2Fe2＋E0=+0.617VΔG=–nFE0=–119kJ（2）K=6.92×10206、（1）正极为MnO4/Mn2+，负极为Zn2+/Zn。相应的电极反应为：MnO4(aq)+8H+(aq)+5e－Mn2+(aq)+4H2O(l)Zn2+(aq)+2e－Zn(s)pH=2.00，)(Hc=1.0×10－2mol·L－1正极)/(24MnMnOE=0)/(24MnMnOE–800402]/)(][/)([/)(lg0592.0cHccMnOccMnczV=1.512V–82)100.1(12.00010.0lg50592.0V=1.347V负极)/(2ZnZnE=0)/(2ZnZnE–]/)([1lg0592.002cZnczV=–0.7621V–015.01lg20592.0V=–0.816V（2）MFE=)(E－)(E=)/(24MnMnOE–)/(2ZnZnE=1.347V–(–0.816V)=2.163V7、向Fe3+(aq)+e－Fe2+(aq)中加KCN后，发生下列配合反应：Fe3+(aq)+6CN－(aq)3－(aq)60030360])([,]/)(][/)([/)])(([36cCNccFeccCNFecKCNFefFe2+(aq)+6CN－(aq)4－(aq)60020460])([,]/)(][/)([/)])(([46cCNccFeccCNFecKCNFef)/(23FeFeE=0)/(23FeFeE–0302/)(/)(lg0592.0cFeccFeczV当c(CN－)=c(3－=c(4－=1.0mol·L－1时0])([,03361)(CNFefKcFec；0])([,02461)(CNFefKcFec所以，)/(23FeFeE=0)/(23FeFeE–4636])([,0])([,lg0592.0CNFefCNFefKKzV=0.769V–4552102.4101.4lg10592.0V=0.36V8、从题给电对数据可知E0/24MnMnO之值最大，KMnO4是最强氧化剂，它可将I－、Br－、Cl－都氧化成I2、Br2、Cl2。所以KMnO4不符合题意。而E0/23FeFe之值比E0/2II大，但小于E0/2BrBr和E0/2ClClC之值，因此Fe3+可把I－氧化成I2，而不能将Br－、Cl－氧化成Br2、Cl2。或计算电池电动势：01,MFE=E0/23FeFe–E0/2II=0.770–0.535=0.235V＞002,MFE=E0/23FeFe–E0/2BrBr=0.770–1.087=–0.317V＜003,MFE=E0/23FeFe–E0/2ClClC=0.770–1.3583=–0.5883V＜0由于01,MFE＞0、02,MFE与03,MFE＜0，同样说明了Fe3+可氧化I－但不能氧化Br－、Cl－。9、（1）Fe、Ag的标准电极电势相差不大，用FeCl3时产生AgCl沉淀，大大降低了，便于Fe3＋氧化Ag（2）由于Fe(OH)3的Ksp极小，Fe3＋一定呈强酸性，Fe(NO3)3溶液同时就是一个HNO3溶液，可参与对Ag的氧化