04第四章 氧化还原反应

第四章氧化还原反应

思考题

1. 分别将元素Mn、N在下列两组物质中的氧化数按高到低顺序排列。

(1) KMnO4, MnO2, K2MnO4, MnSO4, MnO(OH)

(2) N2, N2O5, N2O, N2O3, NO2, NO, NH3

2. 分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数CH3Cl, CH4, CHCl3, CH2Cl2, CCl4

3. 指出下列各物质中各元素的氧化数。

Ca2+, F-, NH4+, H3O+, H2O2, Na2O2(), KO2, CH3OH, Cr2O72-, KCr(SO4)2·12H2O

4. 判断下列氧化还原反应方程式书写是否正确，并把错误予以改正。

(1) 3Ag2S + 8HNO3→ 6AgNO3+ 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O

(2) 4MnO4- + 4H+→ 4MnO2 + 2O2↑+ 2H2O

(3) NO2- + 2H+ + 2I-→ NO + I2 + H2O

(4) K2Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + 2K+

(5) FeS + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + S↓+ NO↑ + 2H2O

(6) Fe2+ + NO3- + 4H+→ Fe3++ NO↑+ 2H2O

5. 指出下列各原电池符号的表示式是否正确，并把错误的予以改正。

(1) 氧化还原反应：Fe(s) + Ag+(aq) → Fe2+(aq) + Ag(s)

原电池符号：(-)Ag∣Ag+‖Fe2+│Fe(+)

(2) 氧化还原反应：Fe3+(aq) + 2I-(aq) → Fe2+(aq) + I2(s)

原电池符号：(-)Pt,I2(s)∣I-(c1)‖Fe2+(c2)│Fe3+(c3) (+)

(3) 氧化还原反应：

2Fe2+(0.010mol·L-1) + Cl2(100kPa)=2Fe3+(0.10mol·L-1) + 2Cl-(2.0mol·L-1) 原电池符号：

(-)Pt∣Fe2+(mol·L-1),Fe3+(0.10mol·L-1)‖Cl2(100kPa)∣Cl-(2.0mol·L-1),Pt(+)

6. 氧化还原电对当氧化型或还原型物质发生下列变化时，电极电势将发生怎样的变化?

(1) 氧化型物质生成沉淀；(2) 还原型物质生成弱酸。

7. 填写下列空白：

(1) 下列氧化剂：KClO4，Br2，FeCl3，KMnO4，H2O2当其溶液中H+浓度增大时，氧化能力增强的是____________，不变的是_________。

(2) 下列电对中，Eθ值最小的是____________。H+/H2，H2O/H2，OH/H2，HF/H2，HCN/H2，H+/H2。

8.下列电对中若浓度增大，哪种电对的电极电势增大、不变或变小？

Cl2/Cl-，Cr2O72-/Cr3+，Fe(OH)3/ Fe(OH)2

9.下列说法是否正确?

(1) 由于Eθ(Fe2+/Fe)=-0.440V，Eθ(Fe3+/Fe2+)=0.771V，故Fe3+与Fe2+能发生氧化还原反应；

(2) 因为电极反应Ni2+ + 2e- = Ni 的=-0.25V，故2Ni2+ + 4e-=2Ni的＝2；

(3) 在氧化还原反应中，若两个电对的Eθ值相差越大，则反应进行得越快；

10. 试用标准电极电势值判断下列每组物质能否共存? 并说明理由。

(1) Fe3+和Sn2+；(2) Fe3+和Cu；(3) Fe3+和Fe；(4) Fe2+和Cr2O72- (酸性介质)；

(5) Fe2+和MnO4-(酸性介质)；(6) Cl-、Br-和I-；(7) Fe2+和Sn4+；(8) I2和Sn2+

11. 回答下列问题：

(1) 化学反应的Δr H m、Δr S m、Δr G m和电池电动势E 及电极电势E值的大小，哪些与化学反应方程式的写法无关?

(2) 为何H2S水溶液不能长期保存?

(3) 能否用铁制容器盛放CuSO4溶液?

(4) 配制SnCl2溶液时,为防止Sn2+被空气中氧所氧化，通常在溶液中加入少许Sn粒，为什么?

(5) 铁溶于过量盐酸或稀硝酸，其氧化产物有何不同?

(6) 为何金属Ag不能从稀H2SO4或HCl中置换出H2气，却能从氢碘酸中置换出H2?

12. 化学试剂厂制备FeCl2·6H2O，首先用盐酸与铁作用制取FeCl2溶液，然后考虑到原料来源、成本、反应速率、产品纯度、设备安全条件等因素，选择把Fe2+氧化成Fe3+的氧化剂，现有双氧水、氯气、硝酸三种候选氧化剂，请问采用哪种为宜?（提示：成本：Cl2 < HNO3 < H2O2；反应速率: HNO3 > H2O2 > Cl2）

13. 根据下列元素电势图：

Cu2+ 0.159 Cu+ 0.520 Cu

Ag2+ 1.980 Ag+ 0.7991 Ag

Fe3+ 0.771 Fe2+－0.44 Fe

Au3+ 1.36 Au+ 1.83 Au

试问：(1) Cu+、Ag+、Fe2+、Au+等离子哪些能发生歧化反应？(2) 在空气中(注意氧气的存在)，上述四种元素各自最稳定的是哪种离子?

习题

1. 指出下列各物质中硫的氧化数：H2S，S，SCl2，SO2，Na2S2O6，Na2S2O8

2. 用氧化数法配平下列各氧化还原方程式：

(1) Cu + HNO3(稀) ─→ Cu(NO3)2 + NO

(2) Zn + H2SO4(浓稀)─→ ZnSO4 + H2S

(3) KClO3 + FeSO4 + H2SO4─→KCl + Fe2(SO4)3

(4) Cu2S + HNO3─→ Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO

3. 用离子—电子法配平下列反应方程式：

(1) I- + H2O2 + H+─→ I2 + H2O

(2) Cr2O72- + H2S + H+─→ Cr3+ + S

(3) ClO3- + Fe2+ + H+─→ Cl- + Fe3+

(4) Cl2 + OH-─→ Cl- + ClO-

(5) Zn + ClO- + OH-─→ Zn(OH)42- + Cl-

(6) MnO4- + SO32- + OH-─→ MnO42- + SO42-

4. 将下列氧化还原反应设计成原电池，并写出原电池符号：

(1) Cl2(g) + 2I-─→ I2 + 2Cl-

(2) MnO4- + 5Fe2+ + 8H+─→ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

(3) Zn + CdSO4→ ZnSO4 + Cd

5. 下列物质在一定条件下均可作为氧化剂KMnO4，K2Cr2O7，FeCl3，H2O2，I2，Br2，Cl2，F2，PbO2。试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据，把上述物质按其氧化能力递增顺序重新排列，并写出它们对应的还原产物。