无机化学课后题答案9.doc
第九章 习题解答9-1解：（1）KMnO4 +H2C2O4+H2SO4 = MnSO4+CO22KMnO4 +5H2C2O4+3H2SO4 =2 MnSO4+5CO2+K2SO4+8H2O（2）CuS+HNO3 = Cu（NO3）2+NO+S3CuS+8HNO3 =3 Cu（NO3）2+2NO+3S+4 H2O（3）SO2+H2S = S+H2OSO2+2H2S = 3S+2H2O（4）PbS+H2O2 = PbSO4+H2OPbS+4H2O2 = PbSO4+4H2O（5）Na2CrO4+NaHSnO2 = NaHSnO3+NaCrO22Na2CrO4+3NaHSnO2 +H2O=3NaHSnO3+2NaCrO2+2NaOH（6）HgS+HNO3+HCl = Na2HgCl4+NO2+SHgS+HNO3+4HCl = Na2HgCl4+2NO2+S+2H2O9-2解：(1) （-）Fe| Fe2+（1 molL-1）| H+（0.1 molL-1）|H2（101.325kPa）|Pt（+）电池反应： Fe+2H+=Fe2+H2 电极反应：）2H+2e-=H2 -)Fe-2e-=Fe2+（2）（-）Ag，AgCl| NaCl（1.0 molL-1）|AgNO3（0.1 molL-1）|Ag（+）电池反应： Ag+Cl-=AgCl 电极反应：）Ag+e-=Ag -)Ag+Cl-e-=AgCl（3）（-）Pt|Cl2（101.325kPa）|Cl-（1.0 molL-1）|MnO4-（1.0 molL-1），Mn2+（1.0 molL-1），H+（10 molL-1）|Pt（+）电池反应：2MnO4-+16H+10Cl- =Mn2+Cl2+8 H2O 电极反应：）MnO4-+8H+5e-=Mn2+4H2O ）2Cl-2e-=Cl2（4）（-）Ag|Ag+（1.0 molL-1）|Ag+（0.1 molL-1）|Ag（+） Ag+(1.0 molL-1)+Ag= Ag+（0.1 molL-1）+Ag9-3解：（1）2Fe3+Sn2+ = 2Fe2+Sn4+-)Pt|Fe3+,Fe2+|Sn4+,Sn2+|Pt(+（2）6Fe2+Cr2O72-+14H+ = 6Fe3+2Cr3+7H2O -)Pt| Cr2O72-, Cr3+, H+| Fe3+,Fe2+|Pt(+（3）Ag+Br- = AgBr-）Ag，AgBr| Br-|Ag+|Ag（+（4）Zn + Cu（NH3）42+ = Zn2+ +Cu+ 4NH3-)Zn| Zn2+| Cu（NH3）42+,Cu2+ | Cu (+9-4解： （1）Ag不能从HBr或HCl溶液中置换出H2，但它能从HI溶液置换出H2。因为电对AgI/ Ag的电极电势比H+/H2要小，而AgCl/Ag,AgBr/Ag的电极电势比H+/H2要大，H+不能从Ag中夺取电子。（2）标准状态下，MnO2与HCl不能反应生成Cl2，但MnO2能与浓HCl（10molL-1）反应生成Cl2。 电对MnO2/Mn2+的电极电势与氢离子浓度有关，当氢离子浓度增加时，其电极电势增加，使其与电对Cl2/Cl-的电极电势之差大于零，反应能够进行。（3） 在标准状态下，反应2Fe3+2I- = I2+2Fe2+正向进行，但当向反应体系中加入固体（NH4）2C2O4时，体系中I2单质的量减少。 电对Fe3+/ Fe2+的电极电势大于电对I2/ I-的电极电势，因此，Fe3+氧化I-生成I2，但当体系中加入（NH4）2C2O4时，C2O42与Fe3+形成配合物，从而降低了电对Fe3+/ Fe2+的电极电势，使其小于电对I2/ I-的电极电势，这样I2可以氧化Fe2+生成Fe( C2O4)33-。（4）Co2+在水溶液中很稳定，但向溶液中加入NH3后，生成的Co（NH3）62+，会被迅速氧化成Co（NH3）63+。 当体系中加入NH3后，电对Co3+/Co2+变为Co(NH3)63+/Co(NH3)62+,原来空气中的氧气不能氧化Co2+，由于电对的电极电势的改变，使得氧气能氧化Co(NH3)62+，生成Co(NH3)63+。9-5解：（1）Cr2O72- +14H+ +6e- = 2Cr3+ +7H2O =1.33 V=（Cr2O72-/ Cr3+）+（2）PbCl2（s）+2e- = Pb+2Cl- =-0.268 V=（PbCl2/ Pb）+（3）O2（g）+4H+4e- = 2H2O =1.229 V=（O2/ H2O）+9-6解：（1）pH=1.0，其它物质处在标准状态（2）pH=7.0，其它物质处在标准状态根据Nernst方程：=（NO3-/ NO）+ (1) pH=1.0 =（NO3-/ NO）+=0.96-=0.88(2) pH=7.0 =0.96-=0.419-7解：（-）Pt | Fe2+（0.1molL-1），Fe3+（10-5molL-1）|Cr3+（10-5molL-1），Cr2O72-（0.1 molL-1），H+(0.1 molL-1) | Pt (+)(1)电极反应：）Fe2+- e-=Fe3+ +) Cr2O72- +14H+ +6e- = 2Cr3+ +7H2O(2)电池反应：6Fe2+Cr2O72-+14H+ = 6Fe3+2Cr3+7H2O（3）电动势：E=+ -（Cr2O72-/ Cr3+）+（Fe3+/Fe2+）+ E=0.75(V)(4) E=+ - = 1.33-0.771=0.559(V)-nF E=-RTlnKK=5.11056 (5) G=-nFE=-6965000.559=-323.66kJmol-19-8解：（-）Ag|AgCl（s）|Cl-（0.010 molL-1）|Ag+（0.010 molL-1）|Ag（+）测得电动势为0.34 V。求KSP（AgCl）。E=+ -=+ +0.05915lgc(Ag+)-0.05915lg1/c(Cl-) =0.7991-0.059152-0.059152-=0.2225(AgCl/Ag) = (Ag+/Ag)+0.05915lgc(Ag+)=0.7991+0.05915lgKsp(AgCl)/c(Cl-) 则：Ksp(AgCl)1.7810109-9解：由于（Na+/Na）的电极电势无法用实验方法测定，必须利用热力学数据间接计算。用电对Na+/Na与标准氢电极组成原电池。电池反应： Na + H+ = Na+ +1/2H2rGm=rGm生成物-rGm反应物261.9 kJmol-1G=-nFE E=+ - 解得：（Na+/Na）2.714（V）9-10解：lgK=15.62K=4.181015反应：Cu+2Ag+=Cu2+2Ag K由于K很大，所以c(Cu2+)近似等于0.05 molL-1c(Ag+)=3.461099-11解：=（H+/H2）+-0.17=0+c(H+)=1.35103=1.35%9-12解：E=+ - += E+-=-0.094(V)+=（Cu2+/Cu）+=0.337+解得：Kf =3.710129-13解：用反应（1）反应（2）得： H2(g)+S(s) = H2S(aq)rGm=rGm1-rGm2=-27.3Gm=-nFE解得E=0.14(V)同理由反应（2）得：E2=1.088(V)由反应（1）得：E11.229（V）E2+ -（O2 /H2O）-(S/H2S)E1+ -（O2 /H2O）-(H2O/H2) E1- E2=(S/H2S)- (H2O/H2)=1.229-1.088=0.141而(H2O/H2)(H/H2) 带入上式得：(S/H2S)0.273（V）9-14解：S+2e-=S2- (S/S2)0.48（V）根据Nernst方程：(S/S2)(S/S2)平衡时S2-浓度 ：c(S2-)=Ksp/c(Zn2+)(S/S2)0.480.160（V）9-15解：+) Hg2Cl2 +2e-=2Hg +2Cl- -) Pb + SO42-2e-= PbSO4+=(Hg22+/ Hg)+ 0.793=(Pb2+/ Pb)+ 0.126当c(SO42-)=c(Cl-)=1.0 molL-1时+，E+ -0.631（V）-nF E=-RTlnK K=2.1710219-16解：反应：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2OI2+2 S2O32- =2 I- +S4O62-剩余的KIO3生成的I2的物质量为1/60.100821.1410-3mol与体系中KI反应的KIO3的物质量数为：0.051010-31/60.100821.1410-3 mol则c(KI)2510-35（0.051010-31/60.100821.1410-3） c(KI)0.02900 molL-19-17解：反应：6Fe2+Cr2O72-+14H+ = 6Fe3+2Cr3+7H2OFe2+的物质量数为60.0325103FeO的质量为60.032510371.850.3233（g）换算成Fe2O3的质量159.760.032510320.3593（g）Al2O3的质量0.50.35930.1407（g）试样中的FeO和Al2O3的质量分数分别为0.3233和0.14079-18 解： 2 Cr2O72- +6I- + 14H+ =2 Cr 3+3 I2+7H2O I2+2 S2O32- =2 I- +S4O62-从反应的量比关系得：K2Cr2O7的物质量数是硫代硫酸钠的物质量数的6倍 6m(K2Cr2O7)M(K2Cr2O7)=(cV)( K2Cr2O7)由此：c(K2Cr2O7)=0.1320 molL-19-19解：HNO3的物质量数为：0.1201032103mol2HNO33NO23NO3NH3因此NH3的物质量数为：3/22103mol3103molNH3的质量为3103170.051（g）百分含量为5.19-20解： 剩余的碘的物质量为：1/20.100021.1810-3反应：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O 剩余的IO3-的物质量数为：1/31/20.100021.1810-3与Ba2+反应的IO3-的物质量数为：250.0510-31/31/20.100021.1810-38.9710-4mol因为Ba2+与IO3-是1:2的关系，所以 Ba2+的物质量数为1/28.9710-4mol则：BaCl2的质量为：208.241/28.9710-40.0934（g）百分含量为：0.09340.510018.685
