无机及分析化学第八章答案
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第八章 思考题与习题
8-2 判断题 (1)√ (2)× (3)√
8-3 填空题
(1)1.51 ,1.509,MnO 42-,Mn 3+ ; (4) 0.86±0.0592/2;
(5) 5.6×104 ; (6) 高锰酸钾, 重铬酸钾, 碘量 ;
(7) H 2SO 4 ,Mn 2+ , 75~85 , 自身指示剂 , 无, 红。 8-4 选择题
1 A ;
2 B ;
3 B ;
4 A ;
5 B ;
6 B ;
7 D ; 8 D ; 9 C ; 10 C ; 11 B ; 12 D.
8-5用离子电子法配平下列电极反应
解 (1)MnO -4+ 2H 2O + 3e = MnO 2 +4OH - (碱性介质)
(2)CrO -
24+ 4H 2O + 3e = Cr(OH)3 + 5OH - (碱性介质)
(3)H 2O 2+ 2H + + 2e = 2H 2O (酸性介质)
(4)H 3AsO 4+ 2H + + 2e = H 3AsO 3 + H 2O (酸性介质)
(5)O 2+ 2H + + 2e = H 2O 2(aq) (酸性介质)
8-6计算题
1.解 :(1)查表:
φθ(Cl 2/Cl -)=1.358、φθ(Br 2/ Br -)=1.066、φθ(I 2/ I -)=0.536、φθ(Fe 3+/Fe 2+)=0.771、φθ(MnO 4-/Mn 2+)=1.507
2解:
(1) 电极反应: (+):MnO 2 + 4H + + 2e -=Mn 2+ + 2H 2O ( -):Cl 2 + 2e -= 2Cl - 或 2Cl - - 2e= Cl 2
如果设计成原电池,则原电池符号为:
(-)Pt | Cl 2(p 1)| Cl - (c 1)|| Mn 2+ (c 2) , H +(c 3)| MnO 2 | Pt (+)
(2) 查表得:φθ(MnO 2/Mn 2+)=1.22V φθ(Cl 2/Cl -)=1.36V ,
εө=φθ(MnO 2/Mn 2+)-φθ(Cl 2/Cl -)=1.22-1.36= -0.14<0,在标态下该反应不能正向自发进行。
51086.1298K 73.40592.036.122.120592.0n 298lgK -⨯=∴-=-⨯==)(,)()(θθθε (3) 由能斯特方程得:
1.35V 112lg 20.05921.22/)(}/)({lg 2059
2.0)/Mn (MnO )/Mn (MnO 4
242222=+=+=++++θθθϕϕc Mn c c H c
1.30V 12100/100lg 20.05921.36})/c {c(Cl )/p p(Cl lg 2059
2.0)/Cl (Cl )/Cl (Cl 2
2-2-2-2=+=+=θθθϕϕ ε = φ(MnO 2/Mn 2+) - φ(Cl 2/Cl -) = 1.35 - 1.30 = 0.05V (> 0) ∆r G m = - nF ε = - 2 × 96500 × 0.05 = -9650 J·
mol -1 = -9.65 kJ·mol -1 (<0) 反应可正向自发。 3(1)Sn 2+(0.050 mol·L -1)+ Pb = Pb 2+(0.50 mol·L -1)+ Sn ;
解:①原电池符号(-)Pb | Pb 2+(0.50 mol·L -1)|| Sn 2+(0.050 mol·L -1)| Sn (+)
②(V) 0.0100.126)(0.136θ/Pb Pb θ/Sn Sn θ22-=---=-=++ϕϕε
)mol (J 19300.010)(965002Δ1θr -⋅=-⨯⨯-=-=nF εG m θ
459
.010338.0-0592
.0)010.0-(20592.0lg 338.0-θθθ===×==K n K ε )
mol (J 77200.040)-(965002--Δ(V) 0.040-0.1350.175--(V) 0.135-lg0.50/1.02
0.05920.126-)/(Pb lg 20.0592(V) 0.175-0lg0.050/1.2
0.05920.136-)/(Sn lg 20.05921m r /Pb Pb /Sn Sn θ2θ/Pb Pb /Pb Pb θ2θ/Sn
Sn /Sn Sn 222222=××===+===+=+==+=+=++++++++nF εG εc c c c ϕϕϕϕϕϕ ③反应自发;所以正反应不自发,逆,0V 040.0<-=ε
反应自发;所以正反应非自发,逆=,0)mol (J 77201m r >⋅∆-G
反应自发。所以正反应非自发,逆,459.0100.1/050.00.1/50.0)/c
(Sn )/c (Pb θ22c =>===++K c c Q θθ (2)Fe 2+(1.0 mol ·L -1) + HNO 2(1.0 mol ·L -1)+ H +(1.0 ×10-2 mol ·L -1)= Fe 3+
(1.0 mol ·L -1) + NO(100 kPa) + H 2O
解:①电极反应:(+):HNO 2+H ++e =NO +H 2O (-):Fe 3++e =Fe 2+ 或 Fe 2+- e = Fe 3+
原电池符号为: )Pt(|kPa) NO(100|)L m ol 10(1.0H ),L m ol (1.0HNO ||)L m ol (1.0Fe ),L m ol (1.0Fe |)-(12121213+×+++Pt ②
358.3θθθ1θθm r θ/Fe Fe θ/NO
HNO θ103.8010 3.580.0592
0.21210.0592lg )
mol (J 20458-0.212965001--Δ(V) 0.2120.771-0.983-232×===×===××=====++K n εK nF εG εϕϕ
)
mol (J 9071-0.094965001--Δ(V)
0.0940.771-0.865-(V) 0.771(V) 0.8651
1010.0592lg 0.983 }
(NO)/{})/(H }{)/(HNO {lg 10.05921-m r /NO HNO θ/Fe Fe /Fe Fe 2
-θθθ2θ/NO HNO /NO HNO 2/Fe 3Fe 2232322•=××========×+=+=+++
++++nF εG εp p c c c c θ
ϕϕϕϕϕϕ ③正反应自发;
, 0V 094.0>=ε 所以正反应自发=-,0mol J 90711m r <⋅∆-G