大学无机化学第九章试题及答案(11页).doc
-大学无机化学第九章试题及答案-第 11 页第九章 氧化还原反应本章总目标：1：牢固掌握氧化还原的基本概念，熟练掌握氧化还原反应式配平的方法。2：理解标准电极电势的意义，能运用标准电极电势来判断氧化剂和还原剂的强弱，氧化还原反应的方向和计算平衡常数3：会用能斯特方程式来讨论离子浓度变化时电极电势的改变和对氧化还原反应的影响各小节目标第一节：氧化还原反应与原电池1：掌握化合价、氧化数的概念，以及原电池的符号表示方法。2：能判断原电池的正、负极以及会表示电池的电动势，可以配平电极反应式，书写电池反应方程式。第二节：电池反应的热力学1：可以判断原电池反应的自发性：,E>0反应以原电池的方式进行。2：掌握和电池反应的的关系的计算; .3：掌握利用能斯特方程来求算电极电势：。第三节：影响电极电势的因素学会运用能斯特方程来从酸度、沉淀物生成和配位化合物生成三方面来讨论这些因素对电池电动势的影响。第四节：化学电源与电解1：认识几种常见的化学电源-锌锰电池、银锌电池、铅蓄电池、燃料电池、镍氢电池、锂电池和锂离子电池。2：了解分解电压和超电压的概念。第五节：图解法讨论电极电势1：会看元素电势图。2;可以根据元素电势图判断酸性的强弱、计算电对的电极电势、判断某种氧化态的稳定性学会绘制和利用自由能-氧化数图。习题一 选择题1.将反应K2Cr2O7+HCl KCl+CrCl3+Cl2+H2O完全配平后，方程式中Cl2的系数是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. 1l B.2 C.3 D.42.下列化合物中，氧呈现+2价氧化态的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. Cl2 O5 B.Br O7 C.H Cl O2 D.F2O3.将反应KMnO4+ HCl Cl2+ Mn Cl2+ KCl+H2O配平后方程式中HCl的系数是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A.8 B.16 C.18 D.324.某氧化剂YO(OH)2+中元素Y的价态为+5，如果还原7.16×10-4mol YO(OH)2+溶液使Y至较低价态，则需要用0.066 mol/L的Na2SO3溶液26.98ml。还原产物中Y元素的氧化态为（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. -2 B.-1 C.0 D.+15.已知电极反应ClO3-+6H+6eCl-+3H2O的rG=-839.6 kJ/ mol,则E0 ClO3-/ Cl-值为（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. 1.45V B.0.73V C.2.90V D.-1.45V6.使下列电极反应中有关离子浓度减小一半，而E值增加的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. Cu2+ + 2e- Cu B. I2 + 2e- 2I- C.2H+ + 2e- H2 D.Fe3+ + e- Fe2+7.将有关离子浓度增大5倍，E值保持不变的电极反应是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. Zn2+ + 2e- Zn B. MnO4- + 8 H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O C. Cl2 + 2e- 2Cl- D. Cr3+ + e- Cr2+8.将下列反应设计成原电池时，不用惰性电极的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. H2 + Cl2 2HCl B. 2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+ C. Ag+ + Cl- AgCl D.2Hg2+ + Sn2+ Hg22+ + Sn4+9.下列氧化还原电对中，E0值最小的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. Ag+/ Ag B. AgCl/ Ag C. AgBr/ Ag D. AgI/ Ag10.将标准氢电极与另一氢电极组成原电池，若使电池的电动势最大，另一电极所采用的酸性溶液应是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. 0.1 mol/L HCl B.0.1 mol/L HAc+0.1 mol/L NaAc C.0.1 mol/L HAc D.0.1 mol/L H2SO411.以惰性电极电解一段时间后，pH增大的溶液是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. HCl B. H2SO4 C. Na2SO4 D. NaHSO412.某氧化还原反应的标准吉布斯自由能变为rG，平衡常数为K0，标准电动势为E0，则下列对rG，K0，E0的值判断合理的一组是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. rG>0, E0<0, K0<1 B. rG>0, E0<0, K0>1 C. rG<0, E0<0, K0>1 D. rG<0, E0>0, K0<1 13.某电池（-）AA2+(0.1mol/L)B2+(1.0×10-2mol/L)B(+)的电动势E为0.27V，则该电池的标准电动势E0为（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A.0.24V B.0.27V C.0.30V D.0.33V14.电极电势与pH无关的电对是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. H2O2H2O B.IO3I- C. MnO2Mn2+ D. MnO4-MnO42-15.关于原电池的下列叙述中错误的是（ ）（无机化学释疑与习题解析高教第二版）A.盐桥中的电解质可以保持两电池中的电荷平衡B.盐桥用于维持电池反应的进行 C.盐桥中的电解质不参与电池反应 D.电子通过盐桥流动16. FeCl3（aq）可用来刻蚀铜板，下列叙述中错误的是（ ）（无机化学释疑与习题解析高教第二版）A.生成了Fe和Cu2+ B.生成了Fe2+和Cu2+ C. E( Fe 3+/Fe2+)>E(Cu2+/Cu) D. E( Fe 3+/Fe)>E(Cu2+/Cu)17. H2O2既可做氧化剂又可做还原剂，下列叙述中错误的是（ ）（无机化学释疑与习题解析高教第二版）A. H2O2可被氧化生成O2 B. H2O2可被还原生成H2O C.pH变小，H2O2的氧化能力增强 D.pH变小，H2O2的还原性也增强18.将氢电极（p（H2）=100kPa）插入纯水中，与标准氢电极组成一个原电池，则EMF=（ ）V。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）A.0.414 B.-0.414 C.0 D.0.82819.已知E（Pb2+ /Pb）=-0.1266V，KSP（PbCl2）=1.7×10-5，则E（PbCl2/Pb）=（ ）V。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）A.0.268 B.-0.409 C.-0.268 D.0.01520. 25时，铜锌原电池中Zn2+和Cu2+的浓度分别为0.10 mol/L和1.0×10-3 mol/L，此时电池电动势比标准电动势（ ）（无机化学释疑与习题解析高教第二版）A.减小0.1184V B.减小0.0592 V C.增大0.1184 V D.增大0.0592 V二、填空题1.电池（-）PtH2 (1.013×105Pa)H+(1.0×10-3mol/L)H+(1.0mol/L)H2 (1.013×105Pa)Pt (+)属于 电池，该电池的电动势为 V，电池反应为 。(无机化学例题与习题吉大版)2.将KI，NH3·H2O, Na2S2O3,和Na2S溶液分别与AgNO3的溶液混合（已知：K0SP AgI 8.5×10-17，K0SP AgS6.3×10-50，K0稳 Ag（NH3）2+ 1.1×107；Ag（S3O3）23- 12.9×1013），则(无机化学例题与习题吉大版)当 存在时，Ag+的氧化能力最强当 存在时，Ag的还原能力最强3.向红色的Fe(SCN)2+溶液中加入Sn2+后溶液变为无色，其原因是 。(无机化学例题与习题吉大版)4.已知，E0Fe3+Fe2+=0.77V，Fe（CN）63-的稳定常数为1.0×1042，Fe（CN）64-的稳定常数为1.0×1035。则E0 Fe（CN）63-Fe（CN）64-值为 V。(无机化学例题与习题吉大版)5.铜的卤化物中，CuF2，CuCl2和CuBr2都是稳定的化合物，但目前尚未制的CuI2，其原因是 。(无机化学例题与习题吉大版)6.对某一自发的氧化还原反应，若将反映方程式中各物质的计量数扩大到原来的2倍，则此反应的rG将 ，电池电动势E 。(无机化学例题与习题吉大版)7. 在K2MnO4 中，锰的氧化值为 ；在Na2S2O4中，硫的氧化值为 。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）8. 在反应P4 + 3OH- +3H2O 3H2PO2- + PH3中，氧化剂是 ，其被还原的产物为 ；还原剂是 ，其被氧化的产物为 。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）9. 在原电池中，E值大的电对是 极，发生的是 反应；E值小的电对是 极，发生的是 反应。E值越大的电对的氧化型得电子能力 ，其 越 ；E值越小的电对的还原型失电子能力越 ，其 越 。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）10. 在电对Zn 2+/Zn，I2/I -，BrO3 -/Br - ，Fe（OH）3/Fe（OH）2 中，其电极电势随溶液的 变小而改变的电对有 ， 。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）11. 对于反应 Cl2（g）+2Br-（aq）=Br2（l）+2Cl-（aq） 和反应 1/2Cl2（g）+ Br -（aq）=1/2Br2（l）+Cl -（aq），则有 z1/z2 = ，EMF，1/ EMF，2 = ，rGm1/ rGm2 = ，lgK1/lgK2 = 。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）12. 已知E（Cu/Cu+）<E（I2/I+），但Cu2+ 能与I- 反应生成I2 和CuI ，这是因为 ，使电子对 的E 于电对 的 E ，使电对 >E（I2/I-） ，故反应可以进行。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）13. 已知Ksp（Co(OH）2）>Ksp(Co(OH)3) ，E(Co(NH)3)63+/Co(NH3)62+)<E(Co3+/Co2+)，则E(Co3+/Co2+) 于E(Co(OH)3/Co(OH)2)，Kf(Co(NH3)63+) 于Kf(Co(NH3)62+)。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）14. 氧化还原反应进行的方向一定是电极电势大的电对的 作为氧化剂与电极电势小的电对的 作为还原剂反应，直到两电对的电势差 ，即反应达到平衡。（无机化学释疑与习题解析高教第二版）15.已知MnO4-+ 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O E0 = 1.51V，当MnO4-和Mn2+处于标准状态时，电极电势与pH的关系是：EV = 。(无机化学例题与习题吉大版)三、计算题：(无机化学习题武大第三版)1 用离子电子法配平下列反应式：（1） PbO2+ Cl Pb+ Cl2 （酸性介质）（2） Br2 BrO+Br （酸性介质）（3） HgS+2NO+Cl HgCl+2NO （碱性介质）（4） CrO+HSnO HSnO+CrO （碱性介质）（5） CuS +CN+OH Cu(CN)+NCO+S （碱性介质）2 用离子电子法配平下列电极反应：（1）MnOMnO2 （碱性介质）（2）CrOCr(OH)3 （碱性介质）（3）H2O2H2O （酸性介质）（4）H3AsO4H3AsO3 （酸性介质）（5）O2H2O2(aq) （酸性介质）3 现有下列物质：KMnO4, K2Cr2O7, CuCl2, FeCl2, I2, Br2, Cl2, F2在一定条件下它们都能作为氧化剂，试根据电极电势表，把这些物质按氧化本领的大小排列成顺序，并写出它们在酸性介质中的还原产物。4 现有下列物质：FeCl2, SnCl2, H2, KI, Li, Mg, Al, 它们都能作为还原剂，试根据标准电极电势表，把这些物质按还原本领的大小排列成顺序，并写出它们在酸性介质中的氧化产物。5 就下面的电池反应，用电池符号表示之，并求出298K时的E和rG值。说明反应能否从左至右自发进行。(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)6 已知电对 Ag+ +e Ag, =+0.799V, Ag2C2O4的溶度积为：3.5×10。求算电对Ag2C2O4+2e 2Ag+C2O的标准电极电势。7 MnO离子的歧化反应能否自发进行？已知电对的标准电极电势为： = 0.56， =2.26V写出反应及电池符号。8. 今有一种含有Cl-,Br-,I-三种离子的混合溶液，欲使I-氧化为I2，而又不使Br- ,Cl-氧化。在常用的氧化剂Fe2(SO4)3和KMnO4中，选择哪一种能符合上述要求。9.已知电对H3AsO3 + H2O H3AsO4 + 2H+ + 2e-,= +0.559V; 电对3I- = I+2e,=0.535V。算出下列反应的平衡常数： H3AsO3 + I + H2O = H3AsO4 + 3I- + 2H+如果溶液的Ph=7，反应朝什么方向进行？如果溶液的H+=6mol·dm-3，反应朝什么方向进行？10.已知在碱性介质中= -1.82V； = -1.18V计算电对P4-PH3的标准电极电势，并判断P4是否能发生岐化反应。11 利用氧化还原电势表，判断下列反应能否发生岐化反应。(a) 2CuCu + Cu2+(b) HgHg + Hg2+(c) 2OH- + I2 IO- + I- + H2O(d) H2O + I2HIO + I- + H+12将一个压强为1.013×105Pa的氢电极和一个含有90%氩气，压强1.013×105Pa的氢电极侵入盐酸中，求此电池的电动势E。13.含有铜和镍的酸性水溶液，其浓度分别为Cu2+=0.015mol·dm-3，Ni2+=0.23mol·dm-3，H+=0.72mol·dm-3，最先放电析出的是哪种物质，最难析出的是哪种物质？14 试计算下列反应的标准摩尔自由能变化rG(a) MnO2 + 4H+ + 2BrMn2+ + 2H2O + Br2(b) Br2 + HNO2 + H2O2Br + NO + 3H+ (c) I2 + Sn2+ 2 I + Sn4+(d) NO +3H+ +2Fe2+2Fe3+ +HNO2 + H2O(e) Cl2 + 2Br Br2 +2Cl15已知下列在碱性介质中的标准电极电势： CrO(aq) + 4H2O(l) + 3e Cr(OH)3(s) + 5OH(aq) = -0.11V Cu(NH3)+ (aq) + e Cu(s) + 2 NH3(aq) = -0.10V 试计算用H2还原CrO和Cu(NH3)+时的，rG和K。并说明这两个系列的虽然近似，但rG和K却相差很大的原因？16对于298K时Sn2+和Pb2+与其粉末金属平衡的溶液，在低离子强度的溶液中Sn2+/ Pb2+=2.98，已知= -0.126V，。17在298K时反应Fe3+ + Ag Fe2+ + Ag+的平衡常数为0.531。已知= +0.770V，计算。18.粗铜片中常含杂质Zn,Pb,Fe,Ag等，将粗铜作阳极，纯铜作阴极，进行电解炼，可以得到纯度为99.99%的铜，试用电极电势说明这四种杂质是怎样和铜分离的。19在含有CdSO4溶液的电解池的两个极上加外电压，并测得相应的电流。所得数据如下：E/V0.5 1.0 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 3.0 I/A0.002 0.0004 0.007 0.008 0.028 0.069 0.110 0.192 试在坐标纸上作图，并求出分解电压。20在一铜电解试验中，所给电流强度为5000A，电流效率为94.5%，问经过3h后，能得电解铜多少kg（千克）？参考答案：一、 选择题1.C 2.D 3.B 4.C 5.A 6.B 7.D 8.C 9.C 10.B 11.A 12.A 13.C 14.D 15.D 16.A 17.D 18.A 19.C 20.B二、填空题1. 浓差；0.177；H+（1mol/L） H+（1.0×10-3 mol/L）。2. NH3·H2O Na2S3. Fe(SCN)2+中的Fe3+被还原为Fe2+，Fe2+与SCN-不显色。4. 0.36V5.CuI2的容度积常数较小，使E0 Cu 2+CuI > E0I2I, Cu2+与I-发生氧化还原反应6. 变大；不变7.+6，+3；8. P4，PH3，P4，H2PO2-9.正，还原，负，氧化，越强，氧化性，强，强，还原性，强10. BrO3 -/Br - ，Fe（OH）3/Fe（OH）211.2，1，2，212. CuI难溶于水，Cu2+/ CuI；大，Cu2+/ Cu，Cu2+/ CuI13.大，大14.氧化型，还原型，=015. 1.510.094pH三、计算题1. 解（5）2CuS +9CN+2OH =2Cu(CN)+NCO+2S+H2O2. 解3. 解4. 解 别5. 解6. 解 7. 解8. 解9. 解10. 解11. 解 12. 解 13. 解 14. 解 (a) MnO2 + 4H+ + 2eMn2+ + 2H2O =1.23V2Br2e Br2 =1.0652VE=0.1648VrG= nEF= 31.806kJ·mol (b) Br2 + 2e2Br =1.065VHNO2 + H2O2e NO + 3H+ =0.94VE=0.125VrG= nEF= 24.125kJ·mol (c)I2 + 2e2 I =0.5355V Sn2+ 2e Sn4+ =0.15VE=0.3855VrG= nEF= 74.407kJ·mol (d) 2Fe2+ 2e2Fe3+ =0.771VHNO2 + H2O2e NO + 3H+ =0.94VE=0.169VrG= nEF= 32.617kJ·mol(e) Cl2 + 2e 2Cl =1.36V2Br2e Br2 =1.065VE=0.295VrG= nEF= 56.935kJ·mol15. 解 CrO：G= +31.8kJ·mol；K=2.7×10 Cu(NH3)+：G= +11.6kJ·mol；K=9.3×1016. 解 Sn + Pb2+Sn2+ + Pb K=Sn2+/ Pb2+=2.98 lg K= = = x = 0.14V= 0.14V。17. 解 lg K= = = x = 0.786V= 0.786V18. 解 电极电势比较大，rG则比较小，所以进行的彻底。19. 解 得出E=3.0V20. 解 I= q=I t = 5000×94.5%×3×3600=5.013×10（库仑）Cu + 2e = Cu 2 645.013×10 mm = 1.63×10（千克）
