第七章氧化还原习题及答案.doc

第8章 氧化还原反应习题参考答案
8.1 指出下列物质中带*号各元素的氧化数。
K2Mn*O4 H2O*2 KO*2 NaH* Na2Cr*2O7 P*4
Pb*2O3 Cu*I N*2O4 O*F2 Na2S*4O6 S*2O32-
答:+6，-1，-，-1，+6，0，+，+1，+4，+2，+，+2.
8.2 用氧化数法配平下列氧化还原反应方程式。
(1)(NH4)2Cr2O7→N2+Cr2O3+H2O
解: (NH4)2Cr2O7 N2+Cr2O3+4H2O
(2)H2O2+PbS→PbSO4
解: 4H2O2+PbS PbSO4+4H2O
(3)K2Cr2O7+H2O2+H2SO4→K2SO4+Cr2SO4+O2+H2O
解:K2Cr2O7+3H2O2+2H2SO4 K2SO4+Cr2SO4+4O2+5H2O
(4)P4+NaOH+H2O→NaHPO2+PH3
解:P4+3NaOH+3H2O 3NaHPO2+PH3
(5)KMnO4+MnSO4+H2O→MnO2+K2SO4+H2SO4
解:2KMnO4+3MnSO4+2H2O5 MnO2+K2SO4+2H2SO4
(6)KMnO4+H2O2+H2SO4→MnSO4+O2+K2SO4+H2O
解:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4 2MnSO4+5O2+K2SO4+8H2O
(7)KClO→KClO3+KCl
解:3KClO KClO3+2KCl
(8)KIO3+KI+H2SO4→I2+K2SO4+H2O
解:KIO3+5KI+3H2SO4 3I2+3K2SO4+3H2O
(9)PbO2+Mn(NO3)2+HNO3→Pb(NO3)2+HMnO4+H2O
解:5PbO2+2Mn(NO3)2+6HNO35 Pb(NO3)2+2HMnO4+2H2O
(10)FeSO4+K2Cr2O7+H2SO4→Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+H2O
解:6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4 3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O
8.3 用离子电子法配平下列电极反应。
(1) CrO42-→Cr(OH)3(碱性介质)
解:①CrO42-→Cr(OH)3
②CrO42-+4H2O→Cr(OH)3+5OH-
③CrO42-+4H2O+3e-Cr(OH)3+5OH-
(2) MnO4-→Mn2+(酸性介质)
解:①MnO4-→Mn2+
②MnO4-+8H+→Mn2++4H2O
③MnO4-+4H2O+5e- Mn2++4H2O
(3) BrO3-→Br2(酸性介质)
解:①BrO3-→1/2Br2
②BrO3-+6H+→1/2Br2+3H2O
③BrO3-+6H++5e-1/2 Br2+3H2O
(4) H2O2→H2O (酸性介质)
解:①H2O2→H2O
②H2O2+2H+→2H2O
③H2O2+2H++2e-2H2O
(5) MnO42-→MnO2(碱性介质)
解:①MnO42-→MnO2
②MnO42-+2H2O→MnO2+4OH-
③MnO42-+2H2O+2e- MnO2+4OH-
(6) CrO2-→Cr(碱性介质)
解:①CrO2-→Cr
②CrO2-+2H2O→Cr +4OH-
③CrO2-+2H2O+3e-Cr+4OH-
8.4 用离子电子法配平下列反应方程式。
(1) C2O42-+MnO4-→CO2+Mn2+(酸性介质)
解:
① C2O42-→2CO2
MnO4-+8H+→Mn2++4H2O
② C2O42-→CO2+2e- ×5
MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O ×2
③ 5C2O42-+2MnO4+16H+10CO2+2Mn2++8H2O

(2) KOH+Br2→KBrO3+KBr+H2O(碱性介质)
解:
① 1/2 Br2+6OH-→BrO3-+3H2O
1/2Br2→Br-
② 1/2 Br2+6OH-→BrO3-+3H2O+ 6e- ×1
1/2Br2+e- → Br- ×6
③ 3Br2+6OH- BrO3-+5Br-+3H2O
④ 6KOH+3Br2 KBrO3+5KBr+3H2O
(3)Cl2+Br2+H2O→HCl+HBrO3(酸性介质)
解:
① 1/2Br2+3H2O→BrO3-+6H+
1/2 Cl2→Cl-
② Br2+6H2O→2BrO3-+6H++5e- ×1
1/2Cl2+e-→Cl- ×5
③ 5Cl2+Br2+6H2O 10HCl+2HBrO3
(4)HgS+NO3-+Cl-→HgCl42-+NO+S(酸性介质)
解:
① HgS+Cl-→HgCl42-+S
NO3-→NO
② HgS+4Cl-→HgCl42-+S+2e- ×3
NO3-+4H++3e-→NO+2H2O ×2
③ 3HgS+2NO3-+12Cl-+8H+ 3HgCl42-+2NO+3S+4H2O
8.5 增加溶液中H+浓度，下列氧化剂的氧化能力如何变化。
①Br2；②Cr2O72-；③BrO3-；④H2O2；⑤Sn4+；⑥H3AsO4
答:①Br2没有影响，因为H+不参与电极反应
②Cr2O72-氧化能力增强，因为H+参与电极反应Cr2O72-+14H++6e-2Cr3++7H2O
，且对电极电势影响很大
③BrO3-有影响，电极反应为BrO3-+6H++5e-1/2Br2+3H2O
，且影响较大。
④H2O2有影响，电极反应为H2O2+2H++2e-H2O，氢离子能参与电极反应。因而可影响电极电势的变化。
⑤Sn4+没有影响，因为H+不参与电极的反应。
⑥H3AsO4有影响，电极反应为：H3AsO4+2H++2e-H3AsO3+H2O,H+参与电极的反应，据公式
，所以H+可影响电极电势变化。
8.6 查电极电势表，判断下列反应方向并写出电池符号。
①2Fe3++Cu→2Fe2++Cu2+
解： =0.3419V，=0.771V，由反应可知铁为正极，铜为负极。
Eθ=
=0.771-0.3419
=0.4291V 〉0，反应正向进行。
电池符号表示为：(-)Cu|Cu2+‖Fe3+,Fe2+|Pt(+)
②Sn2++Hg2+→Sn4++Hg
解：=0.151V,=0.851V,由反应可知汞为正极，锡为负极
=
=0.851-0.151
=0.700V 〉0，反应正向进行。
电池符号表示为：(-)Pt|Sn4+,Sn2+‖Hg2+|Hg-HgCl2|Cl-(+)
③Fe3++2I-→I2+Fe2+
解：=0.771V，-=0.5355V，由反应可知铁为正极，碘为负极。
Eθ=
=0.771-0.5355
=0.2355V 〉0，反应正向进行。
电池符号表示为：(-)Pt,I2(S)|I-‖Fe3+,Fe2+|Pt(+)
④Cu+Cl2→Cu2++2Cl_
解：=0.3419V，=1.35827V，由反应可知氯为正极，铜为负极。
Eθ=
=1.35827-0.3419
=1.01637V 〉0，反应正向进行。
电池符号表示为：(-)Cu|Cu2+‖Cl-|Cl2,Pt(+)
⑤MnO2+H++Cl-→Mn2++Cl2+H2O
解：=1.224V，=1.35827V，由反应可知锰为正极，氯为负极。
Eθ=
=1.35827-1.224
=0.13427V 〉0，反应正向进行。
电池符号表示为：(-)Pt,Cl2|Cl-‖Mn2+|MnO2,Pt(+)
8.7 比较电极电势的大小，把下列两组电极电势由大到小的顺序排列出来，简单说明理由。
①，。
解：
> >>>，依据是这些电对电极电势是的衍生电势，，而〔Ag+〕与有关配离子K稳和难溶化合物的Ksp有关.
②
解：
8.8 简单回答下列问题：
①氧化还原电对中若氧化型物质浓度减少电极电势如何变化。
答：根据能斯特方程可知，氧化还原电对中若氧化型物质浓度减少，则电极电势将减小。
②氧化还原电对中若还原型物质浓度减少电极电势如何变化。
答：根据能斯特方程可知，氧化还原电对中若还原型物质浓度减少，则电极电势将增大。
③为什么不能用铁制品装CuSO4溶液，也不能用铜器装FeCl3溶液。
答：=0.3419V，=-0.447V由铁和铜的标准电极电势可知，铁比铜的化学活性大，所以用铁制品装CuSO4溶液，铁制品会被溶解。由=0.771V可知，也不能用铜器装FeCl3溶液，否则铜会被溶解。
④配制SnCl2溶液时，为什么要加Sn粒。
答：=-0.1375V, =1.229V, =0.151V
由电极电势可知，二价锡很不稳定易被空气中的氧气氧化，所以要加入锡粒。
⑤H2S溶液和FeCl2溶液为什么不能久放。
答：=0.142V, =1.229V , =0.771V ,由此可知，空气中的氧可以把H2S氧化为S，也可使Fe2+氧化Fe3+,固二者均不可久放在空气中。
⑥Ag为什么可从HI溶液中置换氢气。
答：=0.7996V，=0.0000V,
=0.7996+0.0592=-0.148V,Eθ==0-(-0.148)=0.148V 〉0,反应可自发进行。有反应：Ag+I-+H+=AgI+1/2H2 发生。
8-9.现有Fe3+ 、Br2、KMnO4三种氧化剂，查出标准电极电势，溶液中有I-、Br-，选择只能氧化I-的氧化剂是那一种？
答: =0.771V，=1.507V,=1.066V, -=0.5355V，
由电极电势可知,只氧化I-,不使其它其它离子氧化,只能选择Fe3+ 这种氧化剂。
8.10 计算下列电极的非标准电极电势，只改变H+的浓度，其它物质浓度不变。
①在H+为104mol·L-1的酸性介质中，电对Cr2O72-/Cr3+；
解: Cr2O72-+14H++6e-2Cr3++7H2O

=1.232+=1.7845V
②在H+为103mol·L-1的酸性介质中，电对MnO4-/Mn2+；
解: MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O

=1.507+=1.7912V
③I2在0.01mol·L-1KI中的电极电势；
解:I2+2e-2I-
=+
=0.5355+
=0.6539V
④Fe3+浓度为0.01mol·L-1，Fe2+浓度为0.001mol·L-1，电对Fe3+/Fe2+。
=+
=0.771+
=0.8302V
8.11 已知下列标准电极电势Cu2++2e-Cu, =0.3419V，
Cu2++e-Cu+, =0.153V，
求在298K时反应Cu + Cu2+ 2Cu+标准平衡常数，说明Cu+在水溶液中能否稳定存在。
Cu2+ Cu+ Cu
0.3419V
解: 根据铜的电势图

(1) =0.3419×2-0.153=0.5308V，根据〉可知,Cu+不稳定，可以在溶液中发生歧化反应。
(2) lg====-6.3818
=4.15×10-7
8.12 在酸性溶液中，用KMnO4氧化Fe2+时，如果KMnO4过量将有什么现象发生，用以下元素电势图加以解释，写出有关方程式。

MnO4- 0.558 MnO42- 2.26 MnO2 0.9065 Mn3+ +1.5415 Mn2+

1.224V
1.507 V

解:由电势图可知: =1.224V，=1.507V,
==1.6927V
==- =1.6927-1.224=0.4687V 〉0,可发生反应.
反应方程为:5Fe2++2MnO4-+8H+=5Fe3++2Mn2++4H2O
2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+
8.13已知Ag++e-Ag，=0.7996V,Ag2C2O4的溶度积常数为5.4×10-12，计算电对Ag2C2O4+2e-2Ag+C2O42-的。
解:
=0.7996+
=0.7996
=0.6322V
8.14已知，求的溶度积常数。
解:
=0.7996+0.0592lg
0.22233 =0.7996+0.0592 lg
=1.77×10-10
同理:

=8.52×10-17
8.15 下列物质在酸性介质中能否共存
(1)Ni和Fe2+(2)MnO4- 和Sn2+(3)Sn2+ 和Fe3+(4)I2和H2O2
解:查电极电势可知
(1) =-0.257V, =-0.447V,
==-0.447+0.257=-0.190V〈 0,可共存.
(2) =1.507V, =0.151V
==1.507-0.151=1.356V 〉0,不可共存.
(3) =0.151V, =0.771V,
==0.771-0.151=0.620V 〉0,不可共存.
(4) =0.5355V，=1.776V
==1.776-0.5355=1.2405V 〉0,不可共存.
8.16.在298K时，Fe3++AgFe2++Ag+的平衡常数为0.53，已知求银的标准电极电势？
解:
lg===
=0.7873V
8.17 在镍离子溶液中插镍片，在银离子溶液中插入银片，用盐桥和导线组成原电池。
①写出电极反应和电池反应；
②写出原电池符号；
③若镍离子浓度变0.1mol·L-1，银离子浓度变为10-5则该电池电动势为多少？写出电池符号；
④若在镍离子溶液中加入NaCN溶液，电池电动势如何变化？若在银离子溶液中加入氨水，电池电动势如何变化？定性讨论。
解: =0.7996V, =-0.257V
①负极:Ni2++2e-Ni,正极: Ag++e-Ag,电池反应: Ni+2Ag+Ni2++2Ag
②电池符号表示为：(-)Ni|Ni2+‖Ag+|Ag(+)
③=
=（-）- lg
=1.0566-lg
=0.9382V
④若在镍离子溶液中加入NaCN溶液，Ni2+会与它生成配离子,使镍的电极电势更负,根据能斯特方程,电池电动势将增大.同理, 若在银离子溶液中加入氨水，使Ag+与它生成物配离子,则电池电动势将减小.
8.18 用银锌组成原电池，反应为Zn+2Ag+ 2Ag+Zn2+.
①已知起始时银离子和锌离子的浓度分别是0.1mol·L-1和0.2mol·L-1。求：
电对Ag+/Ag和Zn2+/Zn的非标准电极电势。
②计算反应的
解: =0.7996V =-0.7618V
①=0.7996-0.5092=0.7404V.
= -0.7618-0.0207=-0.7825V
②lg====52.75
=5.62×1052
=
=-
=0.7996+0.7618
=1.5614V
rGθ= - n F Eθ=-2×9.65×104 ×1.5614 = -3.01 (kJ.mol-1)
(rGθ= -2.303RTlg=-3.01 kJ.mol-1)
8.19 已知溴在碱性介质中的电势图为
BrO4- BrO3- BrO- Br2 Br-
求：(1)电对BrO3-/Br-的标准电极电势；
(2)判断哪些氧化态离子能歧化。
解:(1)根据 =
==0.610V
(2)根据〉可知,单质溴可以在碱性溶液中发生歧化反应。
8.20 计算电对H3AsO4/H3AsO3在不同PH值即为0、2、4、6、8时的电极电势，并绘出PH电势图，根据所绘的电势图说明下列反应随PH值的变化反应方向如何？
H3AsO4+2I-+2H+H3AsO3+I2+2H2O
解：查表可知=0.56V, -=0.5355V
据，将pH各值分别代入公式,得出相应的电极电势为:0.6192V, 0.4416V, 0.3232V, 0.2048V, 0.086V. (pH,02468)
0.5008V, 0.4416V, 0.3524V, 0.3232V, 0.2640V, 0.2048V(pH,123456)
作-pH图如下:

当pH>,> 〉 , 〈 ==
答案：10（1.785V，1.791V，0.6539V，0.830V）11（9.7×10-7,Cu+易歧化）13（0.4303V）
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