普通化學(xué)習(xí)題與解答

1、第四章電化學(xué)與金屬腐蝕1,是非題(對的在括號內(nèi)填、號，錯的填-”號)(1)取兩根金屬銅棒，將一根插入盛有0.1moldmCuSQ溶液的燒杯中，另一根插入盛有1moldmCuSQ溶液的燒杯中，并用鹽橋?qū)芍械娜芤哼B接起來，可以組成一個濃差原電池。(+)2.(2)金屬鐵可以置換Cu,因此三氯化鐵不能與金屬銅發(fā)生反應(yīng)。(-)(3)電動勢E(或電極電勢中)的數(shù)值與電池反應(yīng)(或半反應(yīng)式)的寫法無關(guān)，而平衡常數(shù)KH的數(shù)值隨反應(yīng)式的寫法(即化學(xué)計量數(shù)不同)而變。(+)(4)鋼鐵在大氣中的中性或酸性水膜中主要發(fā)生吸氧腐蝕，只有在酸性較強(qiáng)的水膜中才主要發(fā)生析氫腐蝕。(+)(5)有下列原電池：(-)CdCd

2、SO4(1moldmJ3)|CuSO4(1moldm,)Cu(+)若往CdSO溶液中加入少量NaS溶液，或往CuSO溶液中加入少量CuSO45H2O晶體，都會使原電池的電動勢變小。(-)2、選擇題(將所有正確答案的標(biāo)號填入空格內(nèi))(1)在標(biāo)準(zhǔn)條件下，下列反應(yīng)均向正方向進(jìn)行：Cr2O尸6Fe214H；=2Cr36Fe37H2O2Fe3Sn2+=2Fe2Sn4它們中間最強(qiáng)的氧化劑和最強(qiáng)的還原劑是(b)(a)Sn2加Fe3+(b)Cr2O濘DSn"(c)Cr3%Sn4+(d)Cr2O濘DFe-(2)有一個原電池由兩個氫電極組成，其中一個是標(biāo)準(zhǔn)氫電極，為了得到最大的電動勢，另一個電極浸入的酸

3、性溶液設(shè)p(H2)=100kPa應(yīng)為(b)(a) 0.1moldm'HCl(b) 0.1moldm"HAc0.1moldmNaAc(c) 0.1moldm,HAc(d) 0.1moldm“H3Po4(3)在下列電池反應(yīng)中Ni(s)Cu2(aq)=Ni2(1.0moldm')Cu(s)當(dāng)該原電池的電動勢為零時，Cu2.的濃度為(b)(a)5.05x107moldm(b)5.71x101mol-dm(c)7.10x104moldm(d)7.56x10-01dm(4)電鍍工藝是將欲鍍零件作為電解池的()；陽極氧化是將需要處理的部件作為電解池的()(a,b)(a)陰極(b)陽

4、極(c)任意一個極3、填空題(1)有一種含Cl-Br不口1中勺溶液，要使I-被氧化，而Cl-Br-不被氧化，則在以下常用的氧化劑中應(yīng)選(d)為最適宜。(a)KMnO4酸性溶液，(b)(CrA酸性溶液，(c)氯水，(d)FeSO,b溶液(2)有下列原電池：(-)PtFe2:1moldm3),Fe"(0.01moldm)|Fe24(1moldm工),Fek(1moldm。Pt(+)該原電池得負(fù)極反應(yīng)為(Fe2+=Fe3+e一)，正極反應(yīng)為(Fe"+e-=Fe")。(3)電解含有下列金屬離子的鹽類水溶液：LitNatKtZn2tCa21Ba21Ag十。其中(Zn21Ag

5、+)能被還原成金屬單質(zhì)，(LitNa1KtCa2專Ba")不能被還原成金屬單質(zhì)。4、根據(jù)下列原電池反應(yīng)，分別寫出各原電池中正、負(fù)電極的電極反應(yīng)(須配平)。(1) Zn+Fe2+=Zn2+Fe(2) 2I-2Fe3=I22Fe2(3) NiSn4+=Ni2Sn2(4) 5Fe28HMnO=Mn25Fe34H2O解：(1)負(fù)極：Zn(s)=Zn2aq)+2e2正極：Fe(aq)2e=Fe(s)(2)負(fù)極：2I-(aq)=I2(s)2e-正極：Fe3(aq)eFe2(aq)(3)負(fù)極：Ni(s)=Ni2(aq)2e"正極：Sn(aq)2e1=Sn2(aq)(4)負(fù)極：Fe2(s)

6、=Fe3(aq)e-正極：MnO4-(aq)8H(aq)5e-=Mn2(aq)4H2O(l)5、將上題各氧化還原反應(yīng)組成原電池，分別用圖示表示各原電池。解：(1)(-)ZnZn24|Fe2+Fe(+)(2) ()PtI2I|Fe2+,Fe31pt(+)(3) (-)NiNi24j|Sn2tSn4+Pt(+)(4) (-)PtFe"Fe31Mn2+,MnO1H+Pt(+)6、參見標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表，分別選擇一種合適的氧化劑，能夠氧化：(1) Cl誠Cl2；(2)Pb成Pb"(3)Fe24MFe"再分別選擇一種合適的還原劑，能夠還原：(a)Fe3域Fe2+;(b)Ag城A

7、g;(c)NO2成NO解：合適的氧化劑為：(1)酸化的MnO;(2)HNO3；(3)Cl2合適的還原劑為：(1) Zn；(2)Sn2%(3)L注：本題答案不單一，同學(xué)們可根據(jù)原理自行選擇。7、將錫和鉛的金屬片分別插入含有該金屬離子的溶液中并組成原電池(用圖示表示，要注明濃度)。(2) c(Sn24)=0.0100moldm'c(Pb2+)=1.00moldm，(3) c(Sn2)=1.00moldmc(Pb2)=0.100moldm，分別計算原電池的電動勢，寫出原電池的兩電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式。解：查教材附錄，平S(Sn2+/Sn)=0.1375V,邛*Pb2+/Pb)=0.1262V

8、(1)當(dāng)c(Sn24)=0.010moldmc(Pb24)=1.00moldm'時：2.20,05917V2-r(Sn/Sn)=(Sn/Sn)lgc(Sn)/cn=-0,1375V0.05917V2lg0.0100=-0.197V(Pb2/Pb)="(Pb2/Pb)=-0.1262V故以錫電極做原電池負(fù)極，鉛電極做正極。原電池圖示為：(一)SnSn210.0100moldm*)|Pb2+(1.00mol-dm*)Pt(+)正極反應(yīng)：Pb2；2e-=Pb負(fù)極反應(yīng)：Sn=Sn22e-電池總反應(yīng)式：Pb2Sn-PbSn2原電池電動勢：E=,一_=(Pb2/Pb)-(Sn2/Sn)=

9、-0.1262V-(-0.197)V=0.071V(2)當(dāng)c(Sn24)=1.00moldm,；c(Pb2+)=0.100moldm"時:(Sn2/Sn)=(Sn2/Sn)=-0.1375V2.r2.0.05917V2,r(Pb/Pb)h，二(Pb/Pb)lgc(Pb)/c"n-0.1262V0.05917Vlg0.100-0.156V故以鉛電極做原電池負(fù)極，錫電極做正極。原電池圖示為：(-)PbPb2+(0.100moldmJ3)|Sn2+(1.00moldm')Sn(+)正極反應(yīng)：Sn22e-=Sn負(fù)極反應(yīng)：Pb=Pb22e-電池總反應(yīng)式：Sn2Pb=SnPb2

10、原電池電動勢：E=(Sn2/Sn)-(Pb2/Pb)=-0.1375V-(-0.156)V=0.019V8、求反應(yīng)Zn+Fe2+(aq)=Zn2*aq)+Fe在298.15K是的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。若將過量極細(xì)的鋅粉加入Fe"溶液中，求平衡時Fe2+(aq)濃度對Zn2/q)濃度的比值。解：Zn(s)Fe2(aq)=Zn2(aq)Fe(s)E?-"(Fe27Fe)"(Zn2/Zn)=-0.447V-(-0.7618V)=0.315VlgK-nE"/0.05917V=20.315V/0.05917V-10.6eq2、/c(Zn)/c10K-e;2-=;-4.41

11、0ceq(Fe2)/c-反應(yīng)進(jìn)行得相當(dāng)完全故ceq(Fe2H)/ceq(Zn24)=1/kH=2.3m10*,9、將下列反應(yīng)組成原電池(溫度為298.15K):2I-(aq)2Fe3(aq)=I2(s)2Fe2(aq)(1)計算原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢；(2)計算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變；(3)用圖示表示原電池；(4)計算c(I)=1.0M10，mol-dm-以及c(Fe")=c(Fe2j/10時原電池的電動勢。解：(1)查閱教材附錄:q>0(Fe3+/Fe2+)=0.771V;強(qiáng)(I2/11=0.5355V。E二一二一:二(Fe3/Fe2)-"(I2/I)=0.771V

12、-0.5355V=0.236V(2)Gm-nFE二296485mol136V=-45.5kJmolJ(3)(4)原電池圖示：(-)PtI21q|Fe3,Fe2Pt()E=E”0.05917Vlgnc(Fe24)/cl.2,.2_c(|-)/c'|_c(Fe)/c"0.05917V102=0.236Vlg=0.058V2(1.010)210、當(dāng)pH=5.00,除H、aq)離子外，其余有關(guān)物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件下，下列反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？試通過計算說明之。2MnO4-(aq)16H(aq)10Cl-(aq)三亞2Mn2(aq)8H2。(1)解：由反應(yīng)2MnO4-(aq)+16H*(aq

13、)+10Cr(aq>5Cl(助2h2ln(aq)&HO(l)組成原電池。正極：MnO4_(aq)8H(aq)5e=Mn2(aq)4H2O(l)負(fù)極：2Cl/aq)=Clz(g)2e當(dāng)pH=5.00,其他物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件時：(MnO4-/Mn2)="(MnO/Mn2)+0.05917Vl-"MnOQ/c*5g|c(Mn2J/c711c(H)/c"彳,0.05917V,一5.008=1.507Vlg(10)=1.033V(Cl2/ClJ"(Cl2/Cl)=1.358V可見中(MnO47Mn2j(9(Clz/ClD,故該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。11、

14、由鍥電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池。若c(Ni2*)=0.0100moldm*時，原電池的電動勢為0.315V,其中鍥為負(fù)極，計算鍥電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。解:該原電池的圖示為:-3(-)NiNi24(0.0100moldm)|H1moldm")H2(100kPa)Pt(+)因為所以又E=yH/H：(Ni/N)(N2/N)=0-0.31V5-0.3150.V15220.05917V2二(Ni/Ni)=(Ni/Ni)1glic(Ni)/cn-(Ni2/Ni)=-0.315V_。05917Vig0.0100=-0.256V12、由兩個氫電極：PtH2(100kPa)H+(0.10moldm。和P

15、t|H2(100kPa)H+(xmoldm)組成原電池,測得該原電池的電動勢為0.016V。若后一電極作為該原電池的正極，問組成該電極的溶液中H%勺濃度x的值是多少？解：依題意，原電池應(yīng)為：(-)PtH2(100kPa)H+(0.10moldm)|H*(xmoldm,)H2(100kPa)Pt(+),.0.05917V20.05917V2E=(H/H2)-lgx2-(H/H2)lg(0.10)2=0.016V-223x=0.19moldm13、判斷下列氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向(25c的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)：(1) AgFe2=AgFe3(2) 2Cr33I27H2O=Cr2O：-6I-14H(3) Cu

16、2FeCl3=CuCl22FeCl2解：25c的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，查閱教材附錄相關(guān)數(shù)據(jù)，得到各對電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢值，并對比相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的大小。(1) *(Ag+/Ag)9e(Fe3+/Fe2+);反應(yīng)向右進(jìn)行(正向自發(fā))(2) cP9(Cr2O|-/Cr3><P9(I2/I1;反應(yīng)向左進(jìn)行(逆向自發(fā))(3)叫Cu2+/Cu)(叫Fe3+/Fe2+)；反應(yīng)向右進(jìn)行(正向自發(fā))14、在pH=4.0時，下列反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？試通過計算說明之(除H”O(jiān)H一外,其他物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件下)。(1) C2。廠(aq)H(aq)Br，aq)>Bl)Cr3(aq)H2OQ)(2) MnO4-(

17、aq)H(aq)Cl，aq)>C"l)Mn2(aq)H2OQ)解：pH=4.0,其他物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件下：(1)反應(yīng)皿一幽)+H+(aq)+Br/aq)tBl)+Cr3+(aq)+H2O(l)組成原電池：正極：Cr2。尸14H6e-=2Cr37H2O負(fù)極：2Br-Br22e"-2An-+0-j14中(SO廠/C3+)=叫.尸/Cr3”0Vlg四2。7.。叫."c!6c(Cr3j/c0.05917V4014=1.232V-lg(10%)=0.680V(Br2/Br。=(Br2/Br一)=1.066/因中8(5。；-/Cr3。(98(Br2/Bc,故正反應(yīng)不能自

18、發(fā)進(jìn)行。(2)反應(yīng)MnO4-(aq)+H+(aq)+C(aq)TCl2(l)+Mn2+(aq)+H2O(l)組成原電池:正極：MnO4-8H5e-uMn24H2Oc(MnOr)/c9Tc(H/c9fc(Mn2)d負(fù)極：2Cl-=Cl2-2e-(MnO4-/Mn2)=-(MnOf/Mn2)0.05917Vig5=1.507V0.05917Vig(i040)8=1.128V：(Cl2/Cl="(Cl2/Cl-)=1.358V因叫MnOj/MnEBci/Cl。，故正反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。15、計算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和所組成的原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢。Q.O.1Fe(aq)I"(aq)=

19、Fe(aq)12(s)2又當(dāng)?shù)润w積的2moldmFe3ft2moldmI一溶液混合后，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？解：132IFe(aq)I-(aq)=Fe(aq)L(s)2E?一-"(Fe3/Fe2)-"(I2/IT=0.771V-0.5355V=0.236VlgK-nE"/0.05917V=10.236V/0.05917V=3.99kJ9.8103當(dāng)量溶液等體積混合后，離子濃度均變?yōu)?moldm,據(jù)上述計算，E>0,反應(yīng)正向進(jìn)行，溶液由淺黃色轉(zhuǎn)變?yōu)樽攸S色，并(或)由紫黑色碘沉淀析出。16、由標(biāo)準(zhǔn)鉆電極(Co2+/Co)與標(biāo)準(zhǔn)氯電極組成原電池，測得其電動勢為1.64V

20、,此時鉆電極為負(fù)極。已知邛Cl2/Cl)=1.36V,問：(1)標(biāo)準(zhǔn)鉆電極的電極電勢為多少？(不查表)(2)此電池反應(yīng)的方向如何？(3)當(dāng)氯氣的壓力增大或減小時，原電池的電動勢將發(fā)生怎樣的變化？(4)當(dāng)Co2+的濃度P1低到0.010moldm”,原電池的電動勢將如何變化？數(shù)值是多少?解：(1)依據(jù)題意，鉆電極為負(fù)極，氯電極為正極：e?一：工(r2i/ci>yCo/c)o:(Co2/Co)=U(C12/Cl。一E二-1.36V一1.64V=-0.28V(3)P(C12)mc(C1-)/c"2(2)原電池反應(yīng)為：CoC12=Co22C1-rRT：(C12/C1)=u(C12/C)

21、innF當(dāng)p(C12)增大時，甲(C12/C14增大,原電池電動勢E值增大;當(dāng)p(C12)減小時，中(C12/C1減小，原電池電動勢E值減小。(4)當(dāng)Co2+的濃度為0.010moi0m，時,(Co2/Co)=-(Co2/Co)0.059171n"(Co2)J20.05917-0.28V21n0.010-0.34VE=r(C12/C1)-(Co2/Co)=1.36V-(-0.34V)=1.70V原電池的電動勢增加了0.06V。17、從標(biāo)準(zhǔn)電極電勢值分析下列反應(yīng)向哪個方向進(jìn)行？MnO2(s)2C1-(aq)4H(aq)=Mn2(aq)Cg)2H2。(1)實驗室中是根據(jù)什么原理，采取什么

22、措施，利用上述反應(yīng)制備氯氣的？解：根據(jù)教材附錄數(shù)據(jù)可知，中e(MnO2/Mn2)=1.224V,59(C12/C1)=1.358V。平8(MnO2/Mn2j<平(。2/。)，故在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)向左進(jìn)行(正向非自發(fā))。然而MnO2的氧化性受介質(zhì)酸度的影響較大。從MnO2/Mn2+電極的半反應(yīng)式：MnOz(s)+4H+(aq)+2e=Mn2：aq)+2H2O可得出H+濃度對其電極電勢的影響為:一，八一，o丁rc(H+)/c9i4中(MnO2/Mn2B=e(MnO2/Mn2+-RT1gnFc(Mn)/cdI即中值隨H+濃度的增大而增大，所以實驗室用濃鹽酸(如12mo1dm')與MnO

23、2在加熱條件下反應(yīng)以增加MnO2的氧化性；與此同時，c(C1D的增加及加熱使p(C12)降低，均使中(C12/C。減小，增加了C1一的還原性，使邛(MnO2/Mn2j>?(C12/C1),反應(yīng)正向進(jìn)行。此外，加熱還可使反應(yīng)速率增加。18、用圖示表示下列反應(yīng)可能組成的原電池，并利用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢數(shù)據(jù)計算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。Cu(s)2Fe3(aq)=Cu2(aq)2Fe2(aq)解：原電池圖示為:(-)CuCu21Fe3+Fe21Pt(+)1gK"=nE"Z0.05917V=n中Fe3+/Fe勺一邛9(Cu2+/Cu)/0.05917V=2x(0.771-0.3419)V

24、/0.05917V=14.5K-3101419、為什么Cu/水溶液中不穩(wěn)定，容易發(fā)生歧化反應(yīng)？25c時歧化反應(yīng)的G名和K白分別是多少？(提示：銅的歧化反應(yīng)為2Cu+(aq)=Cu2+(aq)+Cu(s)解：歧化反應(yīng)：2Cuaq)=Cu2+(aq)+Cu(s)查教材附錄可知，甲呢Cu+/Cu)=0.521V,而中8(C尹/Ci)可利用/Cu+/C四叫Cu2H7Cu)=0.3419/通過計算而得：.-2/Cu)=20.341°.521V=0.163V所以E?-工一”(Cu2/Cu)-(Cu2/Cu)=0.521V-0.163V=0.358V>0可見,Cu%水溶液中不穩(wěn)定，容易發(fā)生歧

25、化反應(yīng)。rGm=-nFE丁=-196485Cmol0.358V=-34.5kJmol_1,口e1gknE"10.358V人”=6.050.05917V0.05917VK=1.1210620、用兩級反應(yīng)表示下列物質(zhì)的主要電解產(chǎn)物。(1)電解NiSO4溶液，陽極用鍥，陰極用鐵；(2)電解熔融MgCL陽極用石墨，陰極用鐵；(3)電解KOH,兩級都用鋁。解：(1)陽極：Ni(s)=Ni2+(aq)+2e陰極：Ni2(aq)2e-=Ni(s)(2)陽極：2C(aq)=C12(g)+2e陰極：Mg22e-=Mg(s)(3)陽極：4OH/aq)=2H2O(1)+O2(g)+4e陰極：2H2O(1)

26、2e=2OH-(aq)H2(g)21、電解鍥鹽溶液，其中c(Ni2+)=0.10moldm_0如果在陰極上只要Ni析出，而不析出氫氣，計算溶液的最小pH值(設(shè)氫氣在Ni上的超電勢為0.21V)。解：電解鍥鹽溶液時，陰極可能發(fā)生的反應(yīng)為：Ni22e-Ni2H2eiH2鍥的析出電勢：2.r2.0.059172.T(Ni2/Ni)=9：(Ni2/Ni)lgc(Ni2)/c2=-0.257V0.059171g0.10=-0.29V氫的析出電勢：中(h+/H2)=叫H+/H2)+59lg-c(H+)/c”W2-0.05917.12=-lgc(H)/3-0.21V=0.05917lgc(H)-0.21V為

27、使氫氣不析出，需滿足中(Ni2+/Ni)之3(H+/H2),即：-0.29V_0.059171gc(H)-0.21V則c(H)<0.04r4old3mpH=Tgc(H"c-lg0.0441溶液的最小pH值為1.36。22、分別寫出鐵在微酸性水膜中，與鐵完全浸沒在稀硫酸(1mol0m二)中發(fā)生腐蝕的兩級反應(yīng)式。解：鐵在微酸性水膜中發(fā)生吸氧腐蝕，電極反應(yīng)為：陽極：Fe(s)=Fe2(aq)2e-陰極：O2(g)2H2O(l)4e-4OH(aq)鐵浸沒在稀硫酸發(fā)生析氫腐蝕，電極反應(yīng)為：陽極：Fe(s)=Fe2(aq)2e-陰極：2H(aq)Ze'H?®23、已知下列

28、兩個電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢如下：Ag+(aq)+e=Ag(s);中北Ag+IA卞0.799/0AgBr(s)e-=Ag(s)BL(aq);7(AgBi/A)g0.073V試從平°值及能斯特方程，計算AgBr的溶度積。解：若將兩電極組成原電池：(-)AgAgBr(s)Br-(aq)|Ag*(aq)Ag(+)電池總反應(yīng)式為Ag(aq)Brn(aq)=AgBr(s)設(shè)反應(yīng)的平衡常數(shù)為：ceq(Ag4)/c0lLCeq(Br/c0l-Ks(AgBr)lgK"nE"0.05917Vn,"(Ag/Ag)-：%AgBr/Ag)0.05917V1(0.7996-O0730)V0.05917V=12.28K8=1.9父1012;Ks(AgBr)=5.2-10324、銀不能溶于1.0moldm,的HCl溶液，卻可以溶于1.0moldmHI溶液，試通過計算說明之。(提示：溶解反應(yīng)為：2Ag(s)+2Haq)+2I、aq)=2AgI(s)+H2(g),可從叫Ag'/Ag)MKs(AgI),求出甲AgI/Ag),再判別)解：設(shè)計原電池：(-)AgAgCl(s)Cl7aq