第八章 氧化还原反应与电极电位

第八章氧化还原反应与电极电位

一、判断题

1.已知θϕFe2+/Fe=-0.41V，θϕAg+/Ag=0.80V，θϕFe3+/Fe2+=0.77V,标准状态下，上述电对中最强的氧化剂和还原剂分别是( )

A. Ag+,Fe2+

B. Ag+,Fe

C. Fe3+,Fe

D. Fe2+,Ag

E. Fe3+,Fe2+

2.其他条件不变时，能使电对Cr2O72-/Cr3+的电极电位增大的方法是( )

A. 增大pH

B. 降低pH

C. 增大Mn2+浓度

D. 前三个都可以

E. 前三个都不对

3.下列电对中，有关离子浓度减少时，电极电位增大的是( )

A. Cl2/Cl-

B. Sn2+/Sn

C. Fe2+/Fe

D. H+/H2

E. Cu2+/Cu

4.已知θϕ（Fe3+/Fe2+）= 0.77V, θϕ（Fe2+/Fe）= -0.41V, θϕ（Sn4+/Sn2+）= 0.15V, θϕ（Sn2+/Sn）= -0.14V,在标准状态下，下列各组物质中能共存的是( )

A. Fe3+，Fe

B. Fe3+，Sn2+

C. Fe3+，Sn

D. Sn4+，Sn

E. Sn2+，Sn

5.已知θϕMnO4-/Mn2+=1.49V,若其他物质均处于标态，当pH=2时，此电对的电极电位是( )

A. 1.30V

B. 1.03V

C. 1.50V

D. 0.89V

E.1.39V

6.已知θϕ（Cl2/Cl-）= 1.36V, θϕ（I2/I-）= 0.535V, θϕ（Fe3+/Fe2+）= 0.770V, θϕ（Sn4+/Sn2+）= 0.15V,下列四种物质：Cl2，I2，FeCl3，SnCl4 ，在标准状态下按氧化能力由高到低的顺序排列为( )

A. SnCl4, I2, FeCl3, Cl2,

B. Cl2, I2,SnCl4, FeCl3,

C. Cl2,FeCl3,I2,SnCl4,

D. Cl2, I2,FeCl3, SnCl4,

E. FeCl3, Cl2,I2,SnCl4,

7.下列原电池的符号中，书写正确的是( )

A. (-) Zn|Zn2+(c)‖Cu2+(c)|Cu (+)

B. (-) Zn2+(c)|Zn‖Cu2+(c)|Cu (+)

C. (-) Zn|Zn2+(c)‖Cu| Cu2+(c) (+)

D. (-)Zn2+(c)|Zn‖Cu| Cu2+(c) (+)

E. (-) Zn,Zn2+(c)‖Cu2+(c),Cu (+)

答：1B ，2B ，3A ，4E ，5A ，6C ，7A

二、填空题

1.对于 M n++Xe -→M （n-x ）+ 的电极反应，若加入M （n-x ）+的沉淀剂或络合剂，则此电极的电极电位将 ，M n+的氧化性将 。

2.电池反应Zn+Cu 2+→Cu+Zn 2+。若只增加[Zn 2+]，电池的E 将 ；若只增加Zn 电极的表面积,电池的电动势E 将 。

3.在MnO 4-+8H ++5e - → 2Mn 2+ + 4H 2O 反应中，若使溶液的pH 值增大，其电极电位 ，-4

MnO 的 能力降低。 答：1.增大，增强

2.降低，不变

3.下降，氧化

三、计算题

1．设计一原电池，计算AgCl 的溶度积常数K sp ，并写出原电池的组成式。

已知AgCl(s) + e -

Ag +Cl - V 223.0=θϕ Ag + + e - Ag V 799.0=θϕ

2.已知下列电极反应的标准电极电位为：

Cu 2＋( aq) ＋2e － ＝ Cu( s) ϕθ=+0.3394 V

Cu 2＋( aq) ＋e － ＝ Cu ＋( aq) ϕθ=+0.1607 V 。

( 1)计算反应 Cu 2＋( aq) ＋Cu( s) ＝ 2 Cu ＋( aq) 的标准平衡常数K θ; ( 2) 已知 K SP ( CuCl)＝1.7×10－7，计算反应：

Cu 2＋( aq) ＋Cu( s)＋2Cl －

( aq) ＝ 2 CuCl( s)的标准平衡常数。 3. 将铜片插入盛有0.5mol·L －1CuSO 4溶液的烧杯中，银片插入盛有0.5mol·L －1 AgNO 3溶液的烧杯中，组成一个原电池。已知θφ (Ag +/Ag) = 0.7996V ，θφ(Cu 2+ /Cu) =0.3402V 。

（1）写出原电池符号；

（2）写出电极反应式和电池反应式；

（3）求该电池的电动势。

解：1.设计以银电极和氯化银电极组成的原电池

(-) Ag(s)|AgNO 3（1mol·L -1）||KCl （1mol·L -1）|AgCl(s)|Ag (+) 正极反应AgCl(s)+e - → Ag +Cl - V 223.0=θϕ

负极反应 Ag - e - → Ag + V 799.0=θϕ

电池反应 AgCl(s) →Ag + + Cl - （此反应的平衡常数即为Ksp ）

θ

θθϕϕ还氧-=E = 0.223V －0.799V ＝－0.576V

05916.0)

576.0(1lg -⨯=K = lgKsp = －9.74

Ksp=1.82×10-10

2. (1)由下面两个电极反应相减得：

2Cu 2＋( aq)＋2e ＝2Cu ＋( aq) (1) Cu 2( aq)＋2e ＝Cu( s ） (2)

可得到 Cu 2＋( aq) ＋Cu （s) ＝ 2 Cu ＋（aq)

所以用(1)和(2组成电池，且其标准电池电动势为：

E θ= ϕθ (Cu 2＋/Cu ＋)- ϕθ (Cu 2＋/Cu)

= 0.1607-0.3 = -0.1787V

根据公式lg K θ = n E θ/0.05916V = -6.037，

所以，K θ＝ 9.18×10－7

(2) 由下两个反应(3)＋(4)相加得到反应 (5)

Cu 2＋( aq) ＋Cu(s) ＝2 Cu ＋(aq) (3) 2Cu ＋( aq) ＋2Cl －( aq)＝2 CuCl (s)

(4) 反应 Cu 2＋(aq) ＋Cu(s)＋2Cl －(aq) ＝2 CuCl(s) (5) 所以有： K 5θ = K 3θ×K 4θ 故该反应得标准平衡常数为 ：

K ＝ 9.18×10－7×(1/Ksp (CuCl) )2＝ 3.2×107

3.（1）（－）Cu | Cu 2+ (0.5 mol·L －1) || Ag + (0.5 mol·L －1) | Ag （＋）

（2） 正极反应 Ag + + e － Ag