无机化学中常见图形简介(有)

＝0.5196＋
0.0592 5
lg(1/[OH-]6)=1.0774
pOH=7.85 pH=6.15
(3) 判断元素处于不同氧化态时的氧化还原能力
Fe3＋ ＋0.771Fe2＋ －0.440 Fe
Cu2＋＋0.153 Cu＋ ＋0.521 Cu
根据某一电对的电极电势越大，则氧化态物质的氧化能力越 强，相应的还原态物质的还原性越弱的原理。
在钒的系统中欲只使V(Ⅱ)稳定存在，有Zn、Sn2＋和 Fe2＋三种还原 剂，应选择哪一种？
0.255 V(Ⅴ) 1.00 V(Ⅳ) 0.71 V(Ⅲ)－0.20 V(Ⅱ)－1.50V(0)
0.503
Zn2＋－0.76 Zn
Sn4＋＋0.15 Sn2＋ Fe3＋＋0.771 Fe2＋
为了只使V(Ⅱ)稳定存在于体系，必须保证其它钒的氧化态形式不可 能存在。
成Cu2＋和Cu。
Cu2＋＋0.153 Cu＋ ＋0.521 Cu
2Cu+= Cu2＋+Cu 正极：Cu+/Cu
负极：Cu2+/Cu+
若φ左θ>φ右θ，则两边的个体不稳定，可发生逆歧化反应。 如在进行实验时，为防止Fe2＋被氧化，常加入铁钉。
Fe3＋ ＋0.771Fe2＋ －0.440 Fe
2. 求未知电对的电极电势
例题：已知Br的元素电势图如下
ø2
BrO3-
ø1 BrO- 0.4556 Br2 1.0774 Br-
ø3
0.6126
(1)求ø1 、ø2和ø3
(2)判断哪些物种可以歧化?
(3) Br2(l)和NaOH(aq)混合最稳定的产物是什么？写出反应方 程式并求其Kø。
(4) 计算Br2(l)能歧化的最低pH。
1ø,n1 2ø,n2 3ø,n3 4ø,n4 iø,ni A —— B —— C —— D —— E —— G
ø (i=1ni)
rG= rGI
-nF
=
-n
i
F
i
n11
n2
2
n3 3 ............ni i
n1 n2 n3 ......... ni
ni
i
＝ i1
ni
i
0.0592V 0.0592V
（4）Br2与NaOH混合的产物BrO3-和Br-。
正极：Br2→Br-
φo=1.0774
负极：Br2 →BrO3-
φo=0.5196
电极反应: BrO3－＋5e＋ 3H2O ＝ 1/2Br2(l)＋6OH电对BrO3－/ Br2的电极电势受溶液pH值影响
φ＝φθ＋ 0.0559l2g(1/[OH-]6)
解：(1) ø1 (0.6126 6 - 0.45561-1.07741)V 0.5357V
4
ø2 (0.455611.07741)V 0.7665V 2
ø3 (0.61266 -1.07741)V 0.5196V 5
(2)
0.7665
BrO3- 0.5357 BrO-
0.4556 Br2
1.0774 Br-
0.5196
Br2、BrO -可以歧化。
(3) 因为 BrO - 能歧化 ，不稳定。
所以Br2与NaOH混合最稳定的产物BrO3-和Br-。
3Br2 (l) 6OH - (aq)
5Br
-
(aq)
BrO
3
(aq)
3H
2 O(aq)
E 1.0774V - 0.5196V 0.5578 V
lg K nE
5×0.5578V 47 .11
0.0592V 0.0592V
K 1.29×10 47
Br2 (l) 2OH - (aq) Br - (aq) BrO - (aq) H 2O(aq)
Eθ＝1.0774-0.4556=0.6218 V
lg K nE
1×0.6218V 10 .5
若Fe2+为还原剂：0.771<1.00，但0.771>0.71 所以V(IV)、V(IIII)和V(II) 都能存在；
若Sn2＋为还原剂：0.15<1.00,0.15<0.71, 但0.15>-0.20, 所以V(IIII)和V(II) 能存在；
若Zn为还原剂：-0.76<1.00, -0.76<0.71, -0.76<-0.20, 所以V(II)能存在.
无机化学常用性质图介绍
元素电势图及其应用 自由能－温度图 自由能－氧化态图 电势－pH图 溶解度－pH图
一. 元素电势图及其应用
一种元素的不同氧化态物种按照其氧化态由低到高从左 到右的顺序排成图式，并在两种氧化态物种之间标出相应的 标准电极电势值。这种表示一种元素各种氧化态之间标准电 极电势的图式称为元素电势图，又称拉蒂默图。
则作为氧化剂，Fe3＋的氧化能力大于Fe2＋(+0.771 >-0.440)； 作为还原剂，Fe的还原能力大于Fe2＋(-0.440<+0.771)。
对于Cu元素, Cu＋的氧化能力大于Cu2＋(0.521>0.153)， Cu的还原能力小于Cu＋。
在生产及研究中，常常要求在系统中只能允许某元素的某一氧化态 稳定存在于溶液，即通过选择某一合理的氧化剂或还原剂来达到目的。
如碘在酸性溶液中的电势图为：
＋1.19 H5IO6 ＋1.644 IO3 ＋1.13 HIO ＋1.45 I2 ＋0.54 I
＋0.99
(1) 判断元素各种氧化态的相对稳定性(判断是否能发生岐化)
若相邻电对的φθ值符合φ右θ> φ左θ，则中间物质发生歧化反应，生 成两头物质。如Cu＋ 在水溶液中不能稳定存在，发生歧化反应生
(4) 对氧化还原的产物作分析判断 由电势图判断H2O2与I－发生氧化还原反应的产物?
IO3
＋1.19 ＋1.08I2
＋0.54
I
＋0.69
＋1.77
O2
H2O2
H2O
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(1) 当I－的量很I少O3，- +HH2O2O2过2 =量==时I：2 + O2 H(22)O当2先I－将过I量－氧，3H化H23O2为即HO22I＋2HO2的，2I2O－量＋再2＝被I不将－I催足＝OI2化时继3I－O分：＋续3－解3氧＋H化32O，H2最O终产物是IO3－；
H2O2将部分I－氧化为I2，生成的I2与足量的I－生成I3－离子；
H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋3H2O
I2＋I－＝I3－
(3) 当控制用量 n(H2O2)∶n(I－)＝1∶2时： H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋3H2O
例：根据下列电势图 φAθ/V MnO4－＋1.69MnO＋2 1.23 Mn2＋