第六章氧化还原平衡和电化学基础习题

第六章 氧化还原平衡和电化学基础
练习：
1、已知： ϕ(Fe 3+/Fe 2+) = 0.77 V ， ϕ(Br 2/Br -) = 1.07 V ， ϕ(H 2O 2/H 2O) = 1.78 V ，
ϕ(Cu 2+/Cu) = 0.34 V ， ϕ(Sn 4+/Sn 2+) = 0.15V 则下列各组物质在标准态下能够共存的是：
A 、Fe 3+，Cu
B 、Fe 3+，Br 2
C 、Sn 2+，Fe 3+
D 、H 2O 2，Fe 2+
2、Pt│Fe 3+(1 mol·L -1)，Fe 2+(1 mol·L -1)‖C e 4+(1 mol·L -1)，Ce 3+(1 mol·L -1)│Pt 的电池反应是： A 、Ce 3+ + Fe 3+ = Ce 4+ + Fe 2+ B 、Ce 4+ + Fe 2+ = Ce 3+ + Fe 3+
C 、Ce 3+ + Fe 2+ = Ce 4+ + Fe
D 、Ce 4+ + Fe 3+ = Ce 3+ + Fe 2+
3、已知：Fe 3+ + e - = Fe 2+ ϕ= 0.77 V Cu 2+ + 2e - = Cu ϕ= 0.34 V
Fe 2+ + 2e - = Fe ϕ= -0.44 V Al 3+ + 3e - = Al ϕ= -1.66 V
则最强的还原剂是： A 、Al 3+ B 、Fe 2+ C 、Fe D 、 Al
4、 ϕ(MnO -4/Mn 2+) = 1.51 V ， ϕ(MnO -4/MnO 2)= 1.68 V ， ϕ(MnO -4/MnO -24) = 0.56 V ，
则还原型物质的还原性由强到弱排列的次序是：
A 、 MnO -2
4> MnO 2 > Mn 2+ B 、 Mn 2+ > MnO -2
4> MnO 2
C 、 MnO -2
4> Mn 2+ > MnO 2 D 、 MnO 2 > MnO -24> Mn 2+
5、对于下面两个反应方程式，说法完全正确的是：
2Fe 3+ + Sn 2+ = Sn 4+ + 2Fe 2+， Fe 3+ + 21
Sn 2+ = 21
Sn 4+ + Fe 2+
A 、两式的 E ， m r G ∆，K 都相等
B 、两式的 E ， m r G ∆，K 不等
C 、两式的 m r G ∆相等， E ，K 不等
D 、两式的
E 相等， m r G ∆，K 不等
6、原电池Zn + 2Ag + = Zn 2+ + 2Ag 在标准状态下的电动势为：
A 、ε= 2φθ（Ag +/Ag ）－φθ（Zn 2+/Zn ）；
B 、ε= ｛φθ（Ag +/Ag ）｝2 －φθ（Zn 2+/Zn ）；
C 、ε= φθ（Ag +/Ag ）－φθ（Zn 2+/Zn ）；
D 、ε= φθ（Zn 2+/Zn ）－ φθ（Ag +/Ag ）
7、已知 ϕ(Fe 3+/Fe 2+) = +0.77 V ， ϕ(Fe 2+/Fe) = -0.44 V ，则 ϕ(Fe 3+/Fe)的值为： -0.037V
8、根据铬在酸性溶液中的元素电势图可知， ϕ(Cr 2+/Cr)为：
-0.905V
9、某氧化还原反应的标准吉布斯自由能变为 Δr G θ m 、平衡常比数为K θ 、标准电极电势为
E θ 。

则下列判断合理的是：
A 、K θ > 1, Δr G θ m > 0 ， E θ <0;
B 、K θ< 1, Δr G θ m > 0 , E θ <0;
C 、K θ> 1, Δr G θ m < 0 E θ >0;
D 、K θ< 1, Δr G θ m < 0
E θ >0
10、根据反应Sn 4+ + Zn = Sn 2+ + Zn 2+装配成原电池，其电池符号为：
A 、（—）Zn （S ）｜Zn 2+（C 1）‖Sn 4+（C 2）｜Sn 2+（C 3）（+）
B 、（—）Zn （S ）｜Zn 2+（
C 1）‖Sn 4+（C 2）｜Sn 2+（C 3）｜Pt （+）
C 、（—）(Pt) ｜Zn ｜Zn 2+（C 1）‖Sn 4+（C 2）,Sn 2+（C 3）｜Pt （+）
D 、（—）Zn （S ）｜Zn 2+（C 1）‖Sn 4+（C 2），Sn 2+（C 3）｜Pt （+）
11、向原电池(一)Zn ｜Zn 2+(1mol.L -)‖Cu 2+(1mol.L -)｜Cu(十) 正极中通入H 2S(g)，其电动势将：
A 、增大
B 、.减小
C 、不变
D 、无法判断
12、下列氧化还原反应2222,Pb Sn Pb Sn Sn Cd Sn Cd 在标准状态下都能正向进行，则这三个电对的标准电极电位的相对大小为：
A 、
222///Pb Pb Sn Sn Cd Cd B 、222///Pb Pb Cd Cd Sn Sn C 、222///Sn Sn Pb Pb Cd Cd D 、222///Cd Cd Sn Sn Pb Pb
13、当下列电极反应中有关离子浓度减小一半时，电势升高的是：
A 、Cu 2+ +2e =Cu
B 、I 2 +2e = 2I -
C 、2H + +2e =H 2
D 、Fe 3+ +e =Fe 2+
14、下列哪个反应在标态下能正向进行：A
已知222(/)
0.447;(/)0.4630;(/)0.28;
Fe Fe v Cd Cd v Co Co v 22
2222
2
2........A Fe Cd Fe Cd B Fe Cd Fe Cd
C Fe Co Fe Co
D Co Cd Co Cd 15、对电极电势的下列叙述中，正确的是：
A 、温度升高，电对的电极电势减小
B 、电对中，还原型物质的浓度减小时，电对的电极电势减小
C 、同时增大或减小氧化型和还原型物质的浓度，电对的电极电势不变
D 、电对中氧化型物质的浓度增加时，电对的电极电势值增加
16、已知 ϕθ(A / B ) > ϕθ(C / D ) , 标准态下能自发进行的反应为 ：
A、A + B → C + D
B、A + D → B+ C
C、B + C → A + D
D、B + D → A + C
17、已知ϕθ(Fe3+/Fe2+) = 0.77 V，ϕθ(Sn4+/Sn2+) = 0.15 V。

若利用Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+组
成原电池，其标准电动势εθ
18、已知Fe3+ + e = Fe2+ , φθ= 0.77V , 今测得φ（Fe3+ / Fe2+）= 0.73V , 则说明电极溶液
中必定是：
A、c (Fe3+) < 1 mol / L
B、c (Fe2+ ) < 1 mol / L
C、c (Fe3+ ) > c (Fe2+ )
D、c ( Fe3+ ) < c ( Fe2+ )
19、有一原电池由两个氢电极组成，其中有一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液[设P (H2) = 100 kPa ] 应为：
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 H3PO4
20、在一自发进行的电极反应式中，若诸物质所得（失）电子数同时增大几倍时，则此电极反应的Δr Gθm和φθ各为：
A、变小和不变
B、变小和变大
C、变大和不变
D、变大和变小
21、在标准状态下，下列反应均向正方向进行：
Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O ，2Fe3++ Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+
它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是
A、Sn2+ 和Fe3+
B、Cr2O72－和Sn2+
C、Cr3+ 和Sn4+
D、Cr2O72－和Fe3+
22、对于由下列反应：Zn + 2Ag+ = Zn2+ + 2Ag构成的原电池来说，欲使其电动势增加，可采
限的措施有：
A、降低Zn2+ 的浓度
B、增加Ag+浓度
C、加大锌电极
D、降低Ag+的浓度
23、根据下列电势图：Au3+ 1.41V Au+ 1.68V Au判断，能自发进行的反应：
A、Au + Au+ → 2Au3+
B、Au3+ + 2Au → 3Au+ ;
C、2Au → Au+ + Au3+
D、3Au+ → Au3+ + 2Au
24、以上能自发进行的反应构成的原电池，其标准电动势为：
A、1.50V
B、3.09V
C、0.27V
D、0.38V
25、由以上电势图求算Au3+/Au的φθ
26、某氧化还原反应的εθ是正值，这表明下列哪种情况：
A 、K θ > 1, Δr G θ m > 0 ;
B 、K θ< 1, Δr G θ m > 0 ;
C 、K θ> 1, Δr G θ m < 0 ;
D 、K θ< 1, Δr G θ m < 0
27、原电池2Fe 2+ + Cl 2 = 2Fe 3+ + 2Cl －的ε = 0.60V ，已知φθ（Cl 2/Cl －）= 1.36V ，φθ（Fe 3+/Fe 2+）= 0.77V ，Cl 2、Cl －处于标准状态，则此原电池中，c （Fe 3+）/c （Fe 2+）为： 0.68
28、电极电势与溶液的酸度无关的电对为：
A 、O 2/H 2O
B 、Fe （OH ）3/ Fe （OH ）2
C 、MnO 4-/ MnO 42-
D 、Cr 2O 72-/Cr 3+
E 、MnO 4-/ Mn 2+
F 、 H +/H 2
G 、ClO 3-/Cl -
29、为了提高FeCl 3的氧化能力，可采用的措施为：
A 、增加Fe 3+的浓度；
B 、增加Fe 2+的浓度；
C 、增加溶液的pH ；
D 、降低溶液的浓度
30、标准Cu －Zn 原电池的εθ= 1.10 V ，在铜半电池中加入少量Na 2S 固体，电动势将：
A 、大于1.10 V ；
B 、小于1.10 V ；
C 、等于零 ；
D 、不变
二、填空题
1、根据溴元素在碱性介质中的标准电极电势图，
φθB /V BrO 3Br －
计算φθ（BrO 3－/ BrO －）= ； φθ（BrO －/ Br －）
能发生歧化反应的物质有： 简单指出判定依据： 。

2、在M n+十n e = M 电极中，加入M n+的沉淀剂时，电极电势变__小_,M 的还原性变__强___。

3、将222Ni Ag Ag Ni 的氧化还原反应设计为一个原电池，则电池的负极为 Ni2+/Ni ，发生反应，正极为 Ag+/Ag ，发生为 已知
2//0.25,0.7991Ni Ni Ag Ag V V ，则原电池的
电动势E θr m G 为 -202457J/mol 298K 下该氧化还原反应的平衡常
4、某氧化还原反应的E （>0或<0），则G （>0或<0），反应正向自发进行。

5、将下列化学反应：H 2（p θ）+ 2AgCl （s ）= 2Ag （s ）+ 2Cl －（aq ）+ 2H +（aq ）设计成原电池，写出标准原电池符号 。

6、已知φθ（Ag +/Ag ）= 0.799V , φθ(Cu 2+/Cu) = 0.342V 。

同一反应有两种表达式：
(1) 2Ag + + Cu = Cu 2+ + 2Ag (2) Ag + + 1/2 Cu = 1/2 Cu 2+ + Ag
则这两式所代表的原电池的标准电动势εθ为__0.457__V ，两反应的平衡常数K θ分别为__2.89⨯1015 ___5.376⨯107 __
三、计算题
1、已知： ϕ(Fe 3+/Fe 2+) = 0.77 V ， ϕ(Cl 2/Cl) = 1.36 V 。

问：当 c(Cl -) = 0.010 mol·L -1，c （Fe 2+） = 0.10 mol·L -1 时，其他物质处在标准态，反应Fe 2+ +21
Cl 2 = Fe 3+ + Cl - 往哪个方向进行? 1048-0.83=0.65>0 正向
2、已知电池反应：2-4MnO + 10Cl - + 16H + = 2Mn
2+ + 5Cl 2 + 8H 2O 。

25℃ 时，写出正负极电对及电极反应式及原电池符号。

已知 ϕ(-4MnO / Mn 2+) = 1.51 V ， ϕ(Cl 2 / Cl -) = 1.36 V 。

请计算：(1) 电池反应在25℃ 时 m
r G ∆和K θ； 1.51-1.36=0.15V -144750 J/mol 2.29⨯ 10-25 (2) 当c （H +）= c （Cl -）=1.0 ⨯ 10-2 mol·L -1，而其他离子浓度均为1.0 mol·L -1，2Cl p = 100 kPa 时的电池电动势；此时该反应的 K 和Δr G m 各是多少? 1.32-1.48=-0.16V 154400
8.89⨯ 10-28
3、已知：O 2 + 4H
+ + 4e - = 2H 2O ϕ= 1.23 V Zn 2+ + 2e - = Zn ϕ= -0.76 V
计算 2Zn(s) + O 2(g) + 4H + = 2Zn 2+ + 2H 2O ，当 p O2 = 20 kPa ，c （H +）= 0.20 mol·L -1，c （Zn 2+）= 1.0 ⨯ 10-3 mol·L -1时，电池的电动势，反应的K 和Δr G m 各是多少?
电动势 2.0268V 7823448J/mol lnK=315.77
4、写出下列原电池符号，并计算电动势(298.15 K)：
（1）2Fe 3＋(0.1 mol·L －1)＋2Cl －(1mol·L －1)＝2Fe 2＋(1mol·L －1) ＋ Cl 2(100 kPa)；0.66v
(2) Cr 2O 72－(1 mol·L －1) ＋ 6Cl －(1mol·L －1)＋14H ＋(10 mol·L －1)
＝2Cr 3＋ (1mol·L －1) ＋ Cl 2(100 kPa) ＋ 7H 2O 。

0.01V
（3）3Cu + ClO 3-(2.0mol/L) + 6H +(4.0mol/L) = Cl -（0.5mol/L ）+3Cu 2+(0.2mol/L)+3H 2O
1.149V
5、已知电极反应NO 3- + 4H + +3e - = NO +2H 2O φθ(NO 3-/NO)=0.96V ，计算c （NO 3-）=1mol/L ，P(NO)=100KPa, c(H +）=1×10-7mol/L 时，电对 φ(NO 3-/NO)的电极电势。

0.41V
6、测得标准甘汞电极（正极）与电极HB(0.1mol·L －1)/H 2(100 kPa)（负极）组成原电池的电动势ε＝0.48 V 。

计算K a (HB)。

甘汞电极的标准电极电势为0.268V 。

0+0.0592/2lg[c(H+)]2 =0.268-0.48=-0.212 c(H+)=10-3.58 =[K a (HB) *0.1]1/2
6.92*10-7
7、 已知：2+2θMnO Mn 1.224V ϕ= ，-2θCl Cl 1.358V ϕ= ,
（1）计算反应MnO 2(s) + 2Cl - + 4H + = Mn 2+ + Cl 2 + 2H 2O 在298K 时的标准平衡常数。

标准状态下能否制取Cl 2? 1.224-1.358<0
（2）当Mn 2+浓度为1mol/L , Cl 2的分压为100 kPa 时， HCl 的浓度 x 至少达到多大浓度时，方可制取Cl 2 ? 用计算说明。

1.358+0.0592/2lg(1/X 2）= 1.224+0.0592/2lg(X 4） x=5.68
（3）按上述反应组成原电池，写出正负极电对、电极反应及原电池符号.
（4）若用c （HCl ）=12mol/L ，反应能否自发进行，其他物质均处于标准状态。

12>5.68
8、将Cu 片插入盛有0.5mol/L 的CuSO4溶液的烧杯中，Ag 片插入盛有0.5mol/L 的AgNO3溶液的烧杯中。

（1）写出该原电池的电池符号（2）写出电极反应式和原电池的电池反应
（3）求该原电池的电动势0.45V （4）若加氨水于CuSO4溶液中，电池电动势如何变化？变大（5）若加氨水于AgNO3溶液中，电池电动势如何变化？变小。