第四次大学化学习题课

124. 10 分 (0727) 0727

若溶液中 [-4MnO ]= [Mn 2+

] 问：

(1) pH = 3.00时，-4MnO 能否氧化Cl -，Br -，I - ? (2) pH = 6.00时，-4MnO 能否氧化Cl -，Br -，I - ?

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

ϕ(Br 2 / Br -) = 1.08 V ， ϕ(I 2 / I -) = 0.54 V 124. 10 分 (0727) 0727

-

4

M n O + 8H + + 5e - = Mn 2+ + 4H 2O ϕ= 1.51 V pH=3： ϕ(-4MnO / Mn 2+

) =

ϕ+]

[Mn ]][H [MnO lg 5059.028

4++- = 1.51 + (0.059 / 5) lg (1.0 ⨯ 10-3)8 = 1.23 (V) 可氧化Br - 、I -，不可氧化Cl -。

pH=6： ϕ(-4MnO / Mn 2+) = 1.51 + (0.059/5) lg (1.0 ⨯ 10-6)8

= 0.94 (V) 只能氧化I -，不能氧化Cl -、Br - 。

125. 10 分 (0730) 0730

已知 ϕ(-4MnO / Mn 2+) = 1.51 V ，

ϕ(Cl 2 / Cl -) = 1.36 V ，若将此两电对组成电池，请

写出：

(1) 该电池的电池符号；

(2) 写出正负电极的电极反应和电池反应以及电池标准电动势；

(3) 计算电池反应在25℃ 时

m r G ∆和K ；

(4) 当[H +] = 1.0 ⨯ 10-2 mol ·dm -3，而其他离子浓度均为1.0 mol ·dm -3，2Cl p = 100 kPa 时的电池电动势；

(5) 在(4)的情况下，K 和Δr G m 各是多少? 125. 10 分 (0730) 0730

(1) Pt, Cl 2( p )┃Cl - (1.0 mol ·dm -3)‖-4MnO (1.0 mol ·dm -3

), Mn 2+ (1.0 mol ·dm -3), H + (1.0 mol ·dm -3)┃Pt

(2) (+)极：-4MnO + 8H + + 5e -

= Mn 2+ + 4H 2O (-)极：2Cl - = Cl 2+ 2e -

电池反应：2-4

MnO + 10Cl -

+ 16H + = 2Mn 2+ + 5Cl 2 + 8H 2O E = ϕ(+) – ϕ(-) = 1.51- 1.36 = 0.15 (V)

(3) m r G ∆= - zFE = -10 ⨯ 96.5 ⨯ 0.15 = -1.4 ⨯ 102 (kJ/mol)

lg K = zE / 0.059 = (10 ⨯ 0.15) / 0.059 = 25.42， K = 2.6 ⨯ 1025 (4) E = E - (0.059/10) lg (1/[H +]16)

= 0.15 + (0.059/10) (-32) lg10 = -0.039 (V)

(5) K 不变。∆ r G m = -zFE = -10 ⨯ 96.5 (-0.039) = 38 (kJ ·mol -1)

126. 5 分 (0731)

0731

已知：Fe 3+ + e -Fe 2+

A ϕ= 0.77 V K sp (Fe(OH)3) = 3.8 ⨯ 1038 K sp (Fe(OH)2) = 8.0 ⨯ 1016

求半反应 Fe(OH)3 + e -Fe(OH)2 + OH -的

B ϕ. 126. 5 分 (0731) 0731

ϕ(Fe(OH)3/ Fe(OH)2) =

ϕ(Fe 3+

/Fe 2+

) +]

[Fe ]

[Fe lg 1059.023+

+ = 0.77 + 0.0591 lg (3.8 ⨯ 10-38

/8.0 ⨯ 10-16) = -0.55 (V) 所以 ϕ(Fe(OH)3/Fe(OH)2) = -0.55 V

127. 5 分 (0732) 0732

已知：反应21H 2 + AgCl(s) = H + + Cl - + Ag(s)的

m r H ∆ = -40.44 kJ ·mol -1，

m

r S ∆ = -63.6J ·mol ·K -1，求298K 时AgCl(s) + e - = Ag(s) + Cl -的 ϕ。 127. 5 分 (0732) 0732

反应 21H 2(g) + AgCl(s) = H +(aq) + Cl -

(aq) + Ag(s) 的 m r G ∆= m r H ∆-T m r S ∆ = -40.44 ⨯ 103-298 ⨯ (-63.6) = -21.49 ⨯ 103(J ·mol -1)

E = 4

3

m r 10

65.911049.21⨯⨯⨯=∆-zF G

= 0.223 (V) 因为 E = ϕ(AgCl(s)/Ag)- ϕ(H +/H 2)

而 ϕ(H +/H 2) = 0.0000 V 所以 ϕ(AgCl(s)/Ag) = 0.223 V

128. 2 分 (0733) 0733

已知： ϕ(Cu 2+/Cu +) = 0.153 V K sp (Cu(OH)2) = 1.6 ⨯ 10-19 K sp (CuOH) = 1.4 ⨯ 10-15 求 ϕ(Cu(OH)2/CuOH)。 128. 2 分 (0733) 0733

半反应：Cu 2+ + e - = Cu +

ϕ=

ϕ(Cu 2+

/Cu +

) + 0.059lg ]

[Cu ]

[Cu 2++

[Cu +] =]

[OH ))Cu(OH (sp -K [Cu 2+

] =22sp ][OH ))Cu(OH (-K

ϕ(Cu(OH)2/CuOH) = ϕ(Cu 2+/Cu +) - 0.059 lg (1.4 ⨯ 10-14/1.6 ⨯ 10-19) = -0.080 (V)