北师大《无机化学》第四版习题参考答案11

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第十一章电化学基础11-1用氧化数法配平下列方程式

（1）KClO 3→KClO 4+KCl

（2）Ca 5（PO 4）3F+C+SiO 2→CaSiO3+CaF 2+P 4+CO

（3）NaNO 2+NH 4Cl →N 2+NaCl+H 2O

（4）K 2Cr 2O 7+FeSO 4+H 2SO 4→Cr 2（SO 4）3+Fe 2（SO 4）3+K 2SO 4+H 2O

（5）CsCl+Ca →CaCl 2+Cs

解：（（（（（11-2（1（2（3（4（5解：（2（3（4（511-3.用半反应法（离子-电子法）配平下列方程式

（1）K 2Cr 2O 7+H 2S+H 2SO 4——K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+H 2O

（2）MnO 42-+H 2O 2———O 2+Mn 2+（酸性溶液）

（3）Zn+NO 3-+OH -——NH 3+Zn （OH ）42-

（4）Cr （OH ）4-+H 2O 2——CrO 42-

（5）Hg+NO 3-+H +——Hg 22++NO

解：（1）K 2Cr 2O 7+3H 2S+4H 2SO 4==K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+7H 2O+3S

（2）MnO 42-+2H 2O 2+4H +==2O 2+Mn 2++4H 2O

（3）Zn+NO 3－+3H 2O+OH -==NH 3+Zn （OH ）42-

（4）2Cr(OH)4－+3H2O2+2OH==-2CrO42－+8H2O

（5）6Hg+2NO3-+8H+==3Hg22++2NO+4H2O

11-4将下列反应设计成原电池，用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极，电子传递的方向，正极和负极的电极反应，电池的电动势，写出电池符号.

(1)Zn+2Ag+=Zn2++2Ag

(2)2Fe3++Fe=3Fe2+

(3)Zn+2H+=Zn2++H2

(4)H2+Cl2=2HCl

(5)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O

11-5写出下列各对半反应组成的原电池的电池反应、电池符号，并计算标准电动势。

（1）Fe

(2)Cu2+

(3)Zn2+

(4)Cu2+

(5)O2

11-6

（氧

11-7

半反应

半反应

11—8

Fe3+］ϕ

11-9用能斯特方程计算来说明，使Fe+Cu2+=Fe2++Cu的反应逆转是否有现实的可能性？

解：ΦΘ(Cu+/Cu)=0.345V,ΦΘ(Fe2+/Fe)=-0.4402V

要使反应逆转，就要使ΦΘ(Fe2+/Fe)>ΦΘ(Cu2+/Cu)

由能斯特方程得[Fe2+]/[Cu2+]>1026.5=3.2×1026

11-10用能斯特方程计算与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度解：设与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度是X，

因：反应方程式为：MnO2+4HCl＝MnCl2+2H2O+Cl2↑

半反应为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O（正）

Cl2+2e-=2Cl－（负）

要使反应顺利进行，须φ（MnO2/Mn2+）=φ（Cl2/Cl-）

φθ（MnO 2/Mn 2+）=1.228V ，φθ（Cl 2/Cl -）=1.3583V

所以任意状况φ（MnO 2/Mn 2+）=1.228+0.0592/2lg[H +]4

φ（Cl 2/Cl -）=1.3583+0.0592/2lg1/[Cl -]2

1.228+0.0592/2lg[H +]4=1.3583+0.0592/2lg1/[Cl -]2

解得：x=5.4mol.L -1

答：与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度是5.4mol.L -1。

11-11用能斯特方程计算电对H 3AsO 4/H 3AsO 3在PH=0，2，4，6，8，9时的电极电势，用计算结果

绘制PH-电势图，并用该图判断反应H 3AsO 4+2I -+2H +=H 3AsO 3+I 2+2H 2O 在不同酸度下的反应方向。

解：半反应为：H 3A S O 4+2H ++2e -=H 3A S O 3+H 2O （正）

即pH 〈0.76时反应向右进行，即(H 3AsO 4/H 3AsO 3)>(I 2/I -) 11-12利用半反应2H ++2e -⇔H 2的标准电极电势和醋酸的电离常数计算半反应的标准电极电势。

2HAc+2e -⇔H 2+2Ac -

解：

ϕθ(H+/H2)=0,Ka(HAc)=1.8⨯10-5 ∴ 对于2HAc+2e -⇔H 2+2Ac -， ϕθ（HAc/H 2

）=ϕ

θ(H+/H2)+20592

.0Lg[H +]2 =0.0592⨯Lg(1.8⨯10-5)V=-0.28V 11-13利用半反应Cu 2++2e-⇔Cu 和Cu （NH 3）42++2e-⇔Cu+4NH 3的标准电极电势（-0.065V ）计算配

合反应Cu 2++4NH 3⇔Cu （NH 3）42+的平衡常数。

解：以半反应Cu 2++2e-⇔Cu 为正极，Cu+4NH 3⇔Cu （NH 3）42++2e-为负极

∴ 总反应Cu 2++4NH 3⇔Cu （NH 3）42+

即：Eθ ＝0.345V-（-0.065V ）＝0.41V

LgK θ=nEθ/0.0592，n=2

∴ K θ=7.1⨯1013

11-14利用半反应Ag ++e-⇔Ag 和AgCL 的溶度积计算半反应AgCL+e-⇔Ag+CL -的标准电极电势。 解：要求半反应AgCL+e-⇔Ag+CL -的标准电极电势，只须Ag ++e-⇔Ag 的能斯特方程式修正项的

[Ag +]=k sp =1.77⨯10-10mol/l

∴ϕθ(AgCL/Ag +)=ϕ(Ag +/Ag)=ϕθ(Ag +/Ag)+0.0592Lg[Ag +]

11-15∴ϕ

由ϕ＝－11-16解：把s+2e =S 2-（-）

∴Eθ ＝0.141v+0.476v=0.617v

总反应：2H ++S 2-=H 2

S .由LgK θ=0592.02θE 可解：K θ=6.99⨯1020

∴Ka （H 2S ）=1/K θ=1.4⨯10-21

11-17利用Cr 2O 72-+H 2O ⇔2CrO 42-+2H +的K=1014和Ag 2CrO 4的溶度Ag ++e-⇔Ag 的标准电极电势求

2Ag 2CrO 4+2H ++4e -⇔4Ag+Cr 2O 72-+H 2O 的标准电极电势。

解：要求半反应2Ag 2CrO 4+2H ++4e -⇔4Ag+Cr 2O 72-+H 2O 的标准电极电势，

只须Ag ++e-⇔Ag 的能斯特方程式修正项的[Ag +]2=k sp /[CrO 42-]

又 Cr 2O 72-+H 2O ⇔2CrO 42-+2H +的K=[CrO 42-]2[H +]2/[Cr 2O 72-]=[CrO 42-]2