大學無機化學第九章試題及答案

第九章氧化復原反響本章總目標：1：牢固掌握氧化復原的根本概念，熟練掌握氧化復原反響式配平的方法。2：理解標準電極電勢的意義，能運用標準電極電勢來判斷氧化劑和復原劑的強弱，氧化復原反響的方向和計算平衡常數(shù)3：會用能斯特方程式來討論離子濃度變化時電極電勢的改變和對氧化復原反響的影響各小節(jié)目標第一節(jié)：氧化復原反響與原電池1：掌握化合價、氧化數(shù)的概念，以及原電池的符號表示方法。2：能判斷原電池的正、負極以及會表示電池的電動勢，可以配平電極反響式，書寫電池反響方程式。第二節(jié)：電池反響的熱力學1：可以判斷原電池反響的自發(fā)性：,E>0反響以原電池的方式進行。2：掌握和電池反響的的關(guān)系的計算;.3：掌握利用能斯特方程來求算電極電勢：。第三節(jié)：影響電極電勢的因素學會運用能斯特方程來從酸度、沉淀物生成和配位化合物生成三方面來討論這些因素對電池電動勢的影響。第四節(jié)：化學電源與電解1：認識幾種常見的化學電源---鋅錳電池、銀鋅電池、鉛蓄電池、燃料電池、鎳氫電池、鋰電池和鋰離子電池。2：了解分解電壓和超電壓的概念。第五節(jié)：圖解法討論電極電勢1：會看元素電勢圖。2;可以根據(jù)元素電勢圖判斷酸性的強弱、計算電對的電極電勢、判斷某種氧化態(tài)的穩(wěn)定性學會繪制和利用自由能-氧化數(shù)圖。習題一選擇題1.將反響K2Cr2O7+HCl→KCl+CrCl3+Cl2+H2O完全配平后，方程式中Cl2的系數(shù)是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.1lB.2C.3D.42.以下化合物中，氧呈現(xiàn)+2價氧化態(tài)的是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.Cl2O5B.BrO7C.HClO23.將反響KMnO4+HCl→Cl2+MnCl2+KCl+H2O配平前方程式中HCl的系數(shù)是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.8B.16C.184.某氧化劑YO(OH)2+中元素Y的價態(tài)為+5，如果復原7.16×10-4molYO(OH)2+溶液使Y至較低價態(tài)，那么需要用0.066mol/L的Na2SO3溶液26.98ml。復原產(chǎn)物中Y元素的氧化態(tài)為〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.-2B.-1C.0D.5.電極反響ClO3-+6H+6e═Cl-+3H2O的△rG=-839.6kJ/mol,那么E0ClO3-/Cl-值為〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.1.45VB.0.73VC.2.90VD.6.使以下電極反響中有關(guān)離子濃度減小一半，而E值增加的是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.Cu2++2e-═CuB.I2+2e-═2I-C.2H++2e-═H2D.Fe3++e-═Fe2+7.將有關(guān)離子濃度增大5倍，E值保持不變的電極反響是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.Zn2++2e-═ZnB.MnO4-+8H++5e-═Mn2++4H2OC.Cl2+2e-═2Cl-D.Cr3++e-═Cr2+8.將以下反響設計成原電池時，不用惰性電極的是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.H2+Cl2═2HClB.2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+C.Ag++Cl-═AgClD.2Hg2++Sn2+═Hg22++Sn4+9.以下氧化復原電對中，E0值最小的是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.Ag+/AgB.AgCl/AgC.AgBr/AgD.AgI/Ag10.將標準氫電極與另一氫電極組成原電池，假設使電池的電動勢最大，另一電極所采用的酸性溶液應是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.0.1mol/LHClB.0.1mol/LHAc+0.1mol/LC.0.1mol/LHAcD.0.1mol/LH2SO411.以惰性電極電解一段時間后，pH增大的溶液是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.HClB.H2SO4C.Na2SO4D.NaHSO12.某氧化復原反響的標準吉布斯自由能變?yōu)椤鱮G，平衡常數(shù)為K0，標準電動勢為E0，那么以下對△rG，K0，E0的值判斷合理的一組是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.△rG>0,E0<0,K0<1B.△rG>0,E0<0,K0>1C.△rG<0,E0<0,K0>1D.△rG<0,E0>0,K0<113.某電池〔-〕A│A2+(0.1mol/L)‖B2+(1.0×10-2mol/L)│B(+)的電動勢E為0.27V，那么該電池的標準電動勢E0為〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.0.24VB.0.27VC.0.30VD.14.電極電勢與pH無關(guān)的電對是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.H2O2╱H2OB.IO3╱I-C.MnO2╱Mn2+D.MnO4-╱MnO42-15.關(guān)于原電池的以下表達中錯誤的選項是〔〕〔《無機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕A.鹽橋中的電解質(zhì)可以保持兩電池中的電荷平衡B.鹽橋用于維持電池反響的進行C.鹽橋中的電解質(zhì)不參與電池反響D.電子通過鹽橋流動16.FeCl3〔aq〕可用來刻蝕銅板，以下表達中錯誤的選項是〔〕〔《無機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕A.生成了Fe和Cu2+B.生成了Fe2+和Cu2+C.Eeq\o\ac(○,-)(Fe3+/Fe2+)>Eeq\o\ac(○,-)(Cu2+/Cu)D.Eeq\o\ac(○,-)(Fe3+/Fe)>Eeq\o\ac(○,-)(Cu2+/Cu)17.H2O2既可做氧化劑又可做復原劑，以下表達中錯誤的選項是〔〕〔《無機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕A.H2O2可被氧化生成O2B.H2O2可被復原生成H2OC.pH變小，H2O2的氧化能力增強D.pH變小，H2O2的復原性也增強18.將氫電極〔p〔H2〕=100kPa〕插入純水中，與標準氫電極組成一個原電池，那么EMF=〔〕V?！病稛o機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕A.0.414B.-0.414C.0D.19.Eeq\o\ac(○,-)〔Pb2+/Pb〕=-0.1266V，KSPeq\o\ac(○,-)〔PbCl2〕=1.7×10-5，那么Eeq\o\ac(○,-)〔PbCl2/Pb〕=〔〕V?！病稛o機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕A.0.268B.-0.409C.-0.268D.20.25℃時，銅—鋅原電池中Zn2+和Cu2+的濃度分別為0.10mol/L和1.0×10-3mol/LA.減小0.1184VB.減小0.0592VC.增大0.1184VD.增大0.0592V二、填空題1.電池〔-〕Pt│H2(1.013×105Pa)│H+(1.0×10-3mol/L)‖H+(1.0mol/L)│H2(1.013×105Pa)│Pt(+)屬于電池，該電池的電動勢為V，電池反響為。(《無機化學例題與習題》吉大版)2.將KI，NH3·H2O,Na2S2O3,和Na2S溶液分別與AgNO3的溶液混合〔：K0SPAgI8.5×10-17，K0SPAgS6.3×10-50，K0穩(wěn)Ag〔NH3〕2+1.1×107；Ag〔S3O3〕23-12.9×1013〕，那么(《無機化學例題與習題》吉大版)=1\*GB2⑴當存在時，Ag+的氧化能力最強=2\*GB2⑵當存在時，Ag的復原能力最強3.向紅色的Fe(SCN)2+溶液中參加Sn2+后溶液變?yōu)闊o色，其原因是。(《無機化學例題與習題》吉大版)4.，E0Fe3+╱Fe2+=0.77V，F(xiàn)e〔CN〕63-的穩(wěn)定常數(shù)為1.0×1042，F(xiàn)e〔CN〕64-的穩(wěn)定常數(shù)為1.0×1035。那么E0Fe〔CN〕63-╱Fe〔CN〕64-值為V。(《無機化學例題與習題》吉大版)5.銅的鹵化物中，CuF2，CuCl2和CuBr2都是穩(wěn)定的化合物，但目前尚未制的CuI2，其原因是。(《無機化學例題與習題》吉大版)6.對某一自發(fā)的氧化復原反響，假設將反映方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)擴大到原來的2倍，那么此反響的│△rG│將，電池電動勢E。(《無機化學例題與習題》吉大版)7.在K2MnO4中，錳的氧化值為；在Na2S2O4中，硫的氧化值為。〔《無機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕8.在反響P4+3OH-+3H2O—3H2PO2-+PH3中，氧化劑是，其被復原的產(chǎn)物為；復原劑是，其被氧化的產(chǎn)物為。〔《無機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕9.在原電池中，E值大的電對是極，發(fā)生的是反響；E值小的電對是極，發(fā)生的是反響。E值越大的電對的氧化型得電子能力，其越；E值越小的電對的復原型失電子能力越，其越?！病稛o機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕10.在電對Zn2+/Zn，I2/I-，BrO3-/Br-，F(xiàn)e〔OH〕3/Fe〔OH〕2中，其電極電勢隨溶液的變小而改變的電對有，。〔《無機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕11.對于反響eq\o\ac(○,1)Cl2〔g〕+2Br-〔aq〕===Br2〔l〕+2Cl-〔aq〕和反響eq\o\ac(○,2)1/2Cl2〔g〕+Br-〔aq〕===1/2Br2〔l〕+Cl-〔aq〕，那么有z1/z2=，EMFeq\o\ac(○,-)，1/EMFeq\o\ac(○,-)，2=，eq\o\ac(△,-)rGmeq\o\ac(○,-)1/eq\o\ac(△,-)rGmeq\o\ac(○,-)2=，lgK1eq\o\ac(○,-)/lgK2eq\o\ac(○,-)=?！病稛o機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕12.Eeq\o\ac(○,-)〔Cu/Cu+〕<Eeq\o\ac(○,-)〔I2/I+〕，但Cu2+能與I-反響生成I2和CuI，這是因為，使電子對的Eeq\o\ac(○,-)于電對的Eeq\o\ac(○,-)，使電對>Eeq\o\ac(○,-)〔I2/I-〕，故反響可以進行?！病稛o機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕13.Kspeq\o\ac(○,-)〔Co(OH〕2〕>Kspeq\o\ac(○,-)(Co(OH)3)，Eeq\o\ac(○,-)(Co(NH)3)63+/Co(NH3)62+)<Eeq\o\ac(○,-)(Co3+/Co2+)，那么Eeq\o\ac(○,-)(Co3+/Co2+)于Eeq\o\ac(○,-)(Co(OH)3/Co(OH)2)，Kfeq\o\ac(○,-)(Co(NH3)63+)于Kfeq\o\ac(○,-)(Co(NH3)62+)?！病稛o機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕14.氧化復原反響進行的方向一定是電極電勢大的電對的作為氧化劑與電極電勢小的電對的作為復原劑反響，直到兩電對的電勢差，即反響到達平衡?！病稛o機化學釋疑與習題解析》高教第二版〕15.MnO4-+8H++5e═Mn2++4H2OE0=1.51V，當MnO4-和Mn2+處于標準狀態(tài)時，電極電勢與pH的關(guān)系是：E╱V=。(《無機化學例題與習題》吉大版)三、計算題：(《無機化學習題》武大第三版)用離子電子法配平以下反響式：〔1〕PbO2+ClPb+Cl2〔酸性介質(zhì)〕〔2〕Br2BrO+Br〔酸性介質(zhì)〕〔3〕HgS+2NO+ClHgCl+2NO〔堿性介質(zhì)〕〔4〕CrO+HSnOHSnO+CrO〔堿性介質(zhì)〕〔5〕CuS+CN+OHCu(CN)+NCO+S〔堿性介質(zhì)〕用離子電子法配平以下電極反響：〔1〕MnOMnO2〔堿性介質(zhì)〕〔2〕CrOCr(OH)3〔堿性介質(zhì)〕〔3〕H2O2H2O〔酸性介質(zhì)〕〔4〕H3AsO4H3AsO3〔酸性介質(zhì)〕〔5〕O2H2O2(aq)〔酸性介質(zhì)〕現(xiàn)有以下物質(zhì)：KMnO4,K2Cr2O7,CuCl2,FeCl2,I2,Br2,Cl2,F2在一定條件下它們都能作為氧化劑，試根據(jù)電極電勢表，把這些物質(zhì)按氧化本領(lǐng)的大小排列成順序，并寫出它們在酸性介質(zhì)中的復原產(chǎn)物?，F(xiàn)有以下物質(zhì)：FeCl2,SnCl2,H2,KI,Li,Mg,Al,它們都能作為復原劑，試根據(jù)標準電極電勢表，把這些物質(zhì)按復原本領(lǐng)的大小排列成順序，并寫出它們在酸性介質(zhì)中的氧化產(chǎn)物。就下面的電池反響，用電池符號表示之，并求出298K時的E和△rG值。說明反響能否從左至右自發(fā)進行。(1)Cu(s)+Cl2(1.013×105Pa)Cu(1mol·dm-3)+Cl(1mol·dm-3)〔2〕Cu(s)+2H+(0.01mol·dm-3)Cu(0.1mol·dm-3)+H2(0.9×1.013×105Pa)電對Ag++eAg,=+0.799V,Ag2C2O4的溶度積為：3.5×10。求算電對Ag2C2O4+2e2Ag+C2O的標準電極電勢。MnO離子的歧化反響能否自發(fā)進行？電對的標準電極電勢為：=0.56，=2.26V寫出反響及電池符號。8.今有一種含有Cl-,Br-,I-三種離子的混合溶液，欲使I-氧化為I2，而又不使Br-,Cl-氧化。在常用的氧化劑Fe2(SO4)3和KMnO4中，選擇哪一種能符合上述要求。9.電對H3AsO3+H2OH3AsO4+2H++2e-,=+0.559V;電對3I-=I+2e,=0.535V。算出以下反響的平衡常數(shù)：H3AsO3+I+H2O=H3AsO4+3I-+2H+如果溶液的Ph=7，反響朝什么方向進行？如果溶液的[H+]=6mol·dm-3，反響朝什么方向進行？10.在堿性介質(zhì)中=-1.82V；=-1.18V計算電對P4-PH3的標準電極電勢，并判斷P4是否能發(fā)生岐化反響。11．利用氧化復原電勢表，判斷以下反響能否發(fā)生岐化反響。(a)2CuCu+Cu2+HgHg+Hg2+2OH-+I2IO-+I-+H2OH2O+I2HIO+I-+H+12．將一個壓強為1.013×105Pa的氫電極和一個含有90%氬氣，壓強1.013×105Pa的氫電極侵入鹽酸中，求此電池的電動勢E。13.含有銅和鎳的酸性水溶液，其濃度分別為[Cu2+]=0.015mol·dm-3，[Ni2+]=0.23mol·dm-3，[H+]=0.72mol·dm-3，最先放電析出的是哪種物質(zhì)，最難析出的是哪種物質(zhì)？14．試計算以下反響的標準摩爾自由能變化△rGMnO2+4H++2BrMn2++2H2O+Br2Br2+HNO2+H2O2Br+NO+3H+I2+Sn2+2I+Sn4+NO+3H++2Fe2+2Fe3++HNO2+H2OCl2+2BrBr2+2Cl15．以下在堿性介質(zhì)中的標準電極電勢：CrO(aq)+4H2O(l)+3eCr(OH)3(s)+5OH(aq)=-0.11V[Cu(NH3)]+(aq)+eCu(s)+2NH3(aq)=-0.10V試計算用H2復原CrO和[Cu(NH3)]+時的，△rG和K。并說明這兩個系列的雖然近似，但△rG和K卻相差很大的原因？16．對于298K時Sn2+和Pb2+與其粉末金屬平衡的溶液，在低離子強度的溶液中[Sn2+]/[Pb2+]=2.98，=-0.126V，。17．在298K時反響Fe3++AgFe2++Ag+的平衡常數(shù)為0.531。=+0.770V，計算。18.粗銅片中常含雜質(zhì)Zn,Pb,Fe,Ag等，將粗銅作陽極，純銅作陰極，進行電解煉，可以得到純度為99.99%的銅，試用電極電勢說明這四種雜質(zhì)是怎樣和銅別離的。19在含有CdSO4溶液的電解池的兩個極上加外電壓，并測得相應的電流。所得數(shù)據(jù)如下：E/V0.51.01.82.02.22.42.63.0I/A0.0020.00040.0070.0080.0280.0690.1100.192試在坐標紙上作圖，并求出分解電壓。20．在一銅電解試驗中，所給電流強度為5000A，電流效率為94.5%，問經(jīng)過3h后，能得電解銅多少kg〔千克〕？參考答案：選擇題1.C2.D3.B4.C5.A6.B7.D8.C9.C10.B11.A12.A13.C14.D15.D16.A17.D18.A19.C20.B二、填空題1.濃差；0.177；H+〔1mol/L〕→H+〔1.0×10-3mol/L〕。2.=1\*GB2⑴NH3·H2O=2\*GB2⑵Na2S3.Fe(SCN)2+中的Fe3+被復原為Fe2+，F(xiàn)e2+與SCN-不顯色。4.5.CuI2的容度積常數(shù)較小，使E0Cu2+╱CuI>E0I2╱I,Cu2+與I-發(fā)生氧化復原反響6.變大；不變7.+6，+3；8.P4，PH3，P4，H2PO2-9.正，復原，負，氧化，越強，氧化性，強，強，復原性，強10.BrO3-/Br-，F(xiàn)e〔OH〕3/Fe〔OH〕211.2，1，2，212.CuI難溶于水，Cu2+/CuI；大，Cu2+/Cu，Cu2+/CuI13.大，大14.氧化型，復原型，=015.1.51─三、計算題1.解〔5〕2