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第11章 氧化还原反应 电化学基础一、单选题1. 下列电对中,j值最小的是:DA: Ag+/Ag; B: AgCl/Ag; C: AgBr/Ag; D: AgI/Ag2. j(Cu2+/Cu+)=0.158V,j(Cu+/Cu)=0.522V,则反应 2 Cu+ Cu2+ + Cu的K为:C A: 6.9310-7; B: 1.981012; C: 1.4106; D: 4.810-133. 已知j(Cl2/ Cl-)= +1.36V,在下列电极反应中标准电极电势为+1.36V 的电极反应是: DA:Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl- 2e- = Cl2 C:1/2 Cl2+e-=Cl- D:都是4. 下列都是常见的氧化剂,其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是:D A: K2Cr2O7 B: PbO2 C: O2D: FeCl35. 下列电极反应中,有关离子浓度减小时,电极电势增大的是: BA: Sn4+ + 2e- = Sn2+ B: Cl2+2e- = 2Cl-C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H26. 为防止配制的SnCl2 溶液中Sn2+ 被完全氧化,最好的方法是:A A: 加入Sn 粒 B:. 加Fe 屑 C: 通入H2D: 均可二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“”,错的填“”)1. 在氧化还原反应中,如果两个电对的电极电势相差越大,反应就进行得越快。 (电极电势为热力学数据,不能由此判断反应速率)2由于j(Cu+/Cu)= +0.52V , j(I2/ I-)= +0.536V , 故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。 (标态下不反应,改变浓度可反应。)3氢的电极电势是零。 (标准电极电势) 4FeCl3 ,KMnO4 和H2O2 是常见的氧化剂,当溶液中H+增大时,它们的氧化能力都增加。 (电对电极电势与PH无关的不变化。)三、填空题1. 根据j(PbO2/PbSO4) j(MnO4-/Mn2+) j(Sn4+/Sn2+),可以判断在组成电对的六种物质中,氧化性最强的是PbO2 ,还原性最强的是Sn2+ 。2. 随着溶液的pH值增加,下列电对 Cr2O72-/Cr3+、Cl2/Cl-、MnO4-/MnO42-的j值将分别 变大 、不变 、不变 。(如何变化)3. 用电对MnO4-/Mn2+,Cl2/Cl-组成的原电池,其正极反应为:MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O,负极反应为Cl2+2e =2Cl-,电池的电动势等于0.15V,(j(MnO4-/Mn2+)=1.51V;j(Cl2/Cl-)=1.36V)4. 已知:Cr2O72- +1.36 Cr3+ -0.41 Cr2+ -0.86 Cr,则j(Cr2O72- / Cr2+)= 0.917 V,Cr2+能否发生歧化反应 不能 。5. 用离子-电子法配平下列氧化还原反应式(1)Cr2O72 + Fe2+ Cr3+ + Fe2+ + H2O (酸性介质)Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(2)Mn2+ + BiO3 + H+ MnO4 + Bi3+ + H2O2Mn2+ + 5BiO3 + 14H+ = 2MnO4 + 5Bi3+ + 7H2O(3)H2O2 + MnO4 + H+ O2 + Mn2+ + H2O5H2O2 + 2MnO4 + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O6. 反应2Fe3+(aq) + Cu(s) =2Fe2+ Cu2+(aq) 与Fe (s) + Cu2+ (aq) =Fe2+(aq)+ Cu (s) 均正向自发进行,在上述所有氧化剂中最强的是 Fe3+,还原剂中最强的是Fe。 7. 已知j(Cu 2+/Cu)=0.337V, K spCu(OH)2,= 2.210-20, 则j(Cu (OH)2/Cu)= -0.24V 8. 根据标准电极电势表,将Hg2+、Cr2O72、H2O2、Sn、Zn、Br中的氧化剂、还原剂由强到弱分别排列成序:(1)氧化剂由强到弱H2O2 Cr2O72 Hg2+;(2)还原剂由强到弱Zn Sn H2O2 Br。四、计算题1. 若下列反应在原电池中正向进行,试写出电池电动势的表示式。(1)Fe + Cu2+ =Fe2+ + Cu E = + - - =(Cu2+/Cu) (Fe2+/Fe) = (2)Cu2+ + Ni =Cu + Ni2+ E = + - - =(Cu2+/Cu) (Ni2+/Ni) = 2. 求出下列原电池的电动势,写出电池反应式,并指出正负极。(1)Pt | Fe2+(1molL1) , Fe3+(0.0001molL1) | I(0.0001 molL1),I2(s) | Pt解:右边为正极:I2 + 2e = 2 I- 左边为负极:Fe3+ +e =Fe2+E = + - - = (I2/I) + 0.0592lg1/0.0001 (Fe3+/Fe2+)+0.0592 lg0.0001/1 =电池反应式为 I2 + 2Fe2+ = 2I+ 2Fe3+(2)Pt | Fe3+(0.5 molL1),Fe2+(0.05 molL1) | Mn2+(0.01 molL1),H+(0.1 molL1),MnO2(固)| Pt解:右边为正极:MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O 左边为负极:Fe3+ +e =Fe2+E = + - - = (MnO2/Mn2+) + 0.0592/2lg(0.14/0.01)(Fe3+/Fe2+)+0.0592 lg0.5/0.05 =0.3406V 0电池反应式为 MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O 3. 将铜片插入盛有0.5molL1CuSO4溶液的烧杯中,银片插入盛有0.5molL1 AgNO3溶液的烧杯中,组成一个原电池。(1)写出电极反应式和电池反应式; (2)求该电池的电动势。解:(1)()Cu | Cu2+ (0.5 molL1) | Ag+ (0.5 molL1) | Ag()正极反应 Ag+ + e = Ag 负极反应 Cu 2+ +2e =Cu 电池反应式: 2Ag+ + Cu = 2Ag + Cu2+(2)E = (Ag+/Ag)(Cu2+ /Cu) = (Ag +/Ag)+0.0592lgAg +(Cu2+ /Cu)0.0592/2lgCu2+ = 0.7996+0.0592lg0.50.3402+ 0.0296lg0.5= 0.4505V4. 在pH = 3和pH = 6时,KMnO4是否能氧化I离子和Br离子?解:在酸性条件下:MnO4 + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2OMnO4= Mn2+=1 molL1(MnO4/Mn2+)=(MnO4/Mn2+)+ 0.0592/5lgH+8pH=3时, (MnO4/Mn2+) =1.51+ 0.0592/5lg(103)8 =1.226(V)既大于(I2/I),也大于(Br2/Br),所以既能够氧化I,也能够氧化Br。PH=6时(MnO4/Mn2+)=0.942V此时,(MnO4/Mn2+)(I2/I),但(MnO4/Mn2+)(Br2/Br) KMnO4能氧化I,却不能氧化Br。5. 已知j(H3AsO4/H3AsO3)= 0.559V,j(I2/I)=0.535V,试计算下列反应:H3AsO3 + I2 + H2O =H3AsO4 + 2I+ 2H+在298K时的平衡常数。如果pH = 7,反应朝什么方向进行?解: lgK = nE/0.0592 =2 (0.535-0.559) / 0.0592 = - 0.81K = 0.15 由于E0 反应正向进行。6. 已知:Fe2+ + 2e=Fe =0.44V Fe3+ + e= Fe 2+ = +0.771V 该电池反应式为:3Fe2+ = Fe + 2Fe3+计算该电池的E值及电池反应的rGm并判断反应能否正向自发进行?解: E =()() = -0.44 0.771 = - 1.211V 0 反应不能自发进行。7. 根据下列反应组成电池,写出电池组成式,计算298K时的电动势,并判断反应自发进行的方向。(1)2Ag(s) + Cu(NO3)2(0.01 molL1) = 2AgNO3(0.1 molL1) + Cu(s)(2)2Cr3+(0.01 molL1) + 2Br(0.1 molL1) = 2Cr 2+ (1 molL1) + Br2(l)解:(1)正极:Cu2+2e- = Cu 负极:Ag+ + e- =AgE =()() =0.34 + 0.0592/2 lg0.010.79960.0592 lg0.1 =0.46(V) 0 故反应逆向自发进行。(2) 正极:Cr3+e- = Cr2+ 负极:Br2 + 2e- = 2Br-E =()() =-0.41 + 0.0592 lg0.01/11.0870.0592/2 lg1/0.12 =1.68V 0 故反应逆向自发进行。8. 已知Sn2+ = 0.1000 molL1,Pb2+ =0.100 molL1(1)判断下列反应进行的方向 Sn + Pb2+ = Sn2+ + Pb(
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