无机及分析化学课后习题第十章答案

无机及分析化学课后习
题第十章答案
Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
一、选择题
在给出的4个选项中，请选出1个正确答案。

1. 水溶液中不能大量共存的一组物质为( D )
A. Mn 2+ ， Fe 3+
B. CrO 42- ， Cl -
C. MnO 4- ， MnO 2
D. Sn 2+ ， Fe 3+
2. 298K ，p (O 2)=100kPa 条件下，O 2+4H ++4e －=2H 2O 的电极电势为( D )
A. /V =/V +/V
B. /V =/ V – pH)/V
C. /V =/V + pH)/V
D. /V =/V – pH)/V
3. 电极电势与溶液的酸度无关的电对为（ B ）
A. O 2/H 2O
B. Fe(OH)3/ Fe(OH)2
C. MnO 4- /MnO 42-
D. Cr 2O 72- /Cr 3+
4. 根据(Cu 2Cu) = , (Zn 2Zn) = ，可知反应Cu+Zn 2(1105molL 1) = Cu 2 ( molL -1 )+Zn 在298 K 时平衡常数约为( A )
A. 1037
B. 1037
C. 1042
D. 1042
5. 已知K sp (CuI)< K sp (CuBr)< K sp (CuCl)，则 (Cu 2+/ CuI)， (Cu 2+/ CuBr)， (Cu 2+/ CuCl)由低到高的顺序为( D )
A. (Cu 2+/ CuI) < (Cu 2+/ CuBr) < (Cu 2+/ CuCl)
B. (Cu 2+/ CuBr)< (Cu 2+/ CuI) < (Cu 2+/ CuCl)
C. (Cu 2+/ CuCl)< (Cu 2+/ CuI) < (Cu 2+/ CuBr)
D. (Cu 2+/ CuCl) < (Cu 2+/ CuBr) < (Cu 2+/ CuI)
6. 根据V 7
7.0,V 34.0θ/Fe
Fe θ/Cu Cu 232==+++ϕϕ，标准态下能将Cu 氧化为Cu 2+、但不能氧化Fe 2+的氧化剂对应电对的 值应是( C )
A. <
B. >
C. < <
D. <, >
7. 铜元素的标准电势图为
则下面说法正确的是( C )
A. Cu + 在水溶液中能稳定存在
B. 水溶液中Cu 2+与Cu 不能共存
C. Cu + 在水溶液中会发生歧化反应
D. Cu +的歧化产物是Cu 2+
8. 在硫酸一磷酸介质中，用K 2Cr 2O 7标准溶液滴定Fe 2+试样时，其化学计量点电势为，则应选择的指示剂为( B )
A. 次甲级蓝（ =）
B. 二苯胺磺酸钠（ =）
C. 邻二氮菲亚铁（ =）
D. 二苯胺（ =）
9. 某氧化还原指示剂， =,对应的半反应为Ox+2e -↔Red,则其理论变色范围为( A )
A. ～
B. ～
C. V ～
D. ～
10. 测定维生素C 可采用的分析方法是( C )
A. EDTA 法
B. 酸碱滴定法
C. 重铬酸钾法
D. 碘量法
二、填空题
1．标出带*元素的氧化数：Na 2*S 4O 6 +，(NH 4)2*S 2O 8+7，K 2*Cr 2O 7+6。

2．原电池中，发生还原反应的电极为 正 极，发生氧化反应的电极为 负 极，原电池可将 电 能转化为 化学 能。

3．用离子电子法配平下列反应式：
(1)CuS(s)+NO 3- →Cu 2++NO+S 3CuS + 8HNO 3=3Cu(NO 3)2 + 3S + 2NO + 4H 2O
(2)PbO 2+Mn 2++H +→Pb 2++MnO -4 5PbO 2+2Mn 2++4H +=5Pb 2++2MnO -
4+2H 2O
(3) -42-24MnO MnO MnO +→ 3MnO 42-+2H 2O =2MnO 4- + MnO 2+4OH -
(4) S 2O 82-+Mn 2+ →SO 42-+MnO 4- 5S 2O 82-+2Mn 2++8 H 2O=2MnO 4-+10SO 42-+16H +
(5) Cr(OH)4-+HO 2-+OH -→CrO 42-+ H 2O
2Cr (OH)-
4+3H 2O 2 + 2OH - ==2CrO -24+8H 2O
（6）KMnO 4+H 2C 2O 4+H 2SO 4→MnSO 4+CO 2
2KMnO 4+5H 2C 2O 4+3H 2SO 4→2MnSO 4+10CO 2+8H 2O+ K 2SO 4
4．KMnO4 在酸性、近中性、强碱性介质中，还原产物分别为Mn 2+ 、MnO 2_、MnO 42-
5．在FeCl 3溶液中，加入KI 溶液，有I 2生成，在溶液中加入足量NaF 后，溶液中的I 2消失。

其原因为I -被氧化成I 2 ，4KI+O 2+2H 2O=2I 2+4KOH 。

(Fe 3+/ Fe 2+)大于 (I 2/I -)，所以Fe 3+能氧化I -，Fe 3+与F -形成FeF 63-_使溶液中Fe 3+的浓度降低，而Fe 2+难于形成氟配合物，从而Fe 3+的氧化能力降低不能氧化I -。

6．由V 92.1θ/Co Co 23=++ϕ，V 23.1θO /H O 2
2=ϕ，可知，Co 3+是极强的氧化剂，能将水中氧氧化为O 2，而Co 2+在水溶液中很稳定。

若在Co 2+的溶液中加入NH 3，生成
的 Co(NH 3)+26很快被空气氧化为Co(NH 3)+3
6。

其原因是 配合物的形成降低了电
对的电极电位。

由此推断θ)/Co(NH )Co(NH 26
3363++ϕ比θO /H O 22ϕ 小 ，+363)Co(NH 比+263)Co(NH 的稳定性 高 。

7．用Na 2C 2O 4标定KMnO 4溶液时，选用的指示剂是 KMnO 4 ，最适宜的温度是 75～85℃ 、酸度为 开始0．5～1．0 mol·L -1终点时，溶液中酸的浓度约为～ mol·L -1 ；开始滴定时的速度 要慢，前一滴KMnO 4紫红色完全褪去后，再滴加第二滴试剂 。

8．用重铬酸钾法测Fe 2+时，常以二苯胺磺酸钠为指示剂，在H 2SO 4-H 3PO 4混合酸介质中进行。

其中加入H 3PO 4的作用有两个，一是 与Fe 3+络合成稳定的FeHPO 4+，降低Fe 3+的电势，增大突跃范围 ，二是 消除Fe 3＋的颜色干扰 。

9．称取Na 2C 2O 4基准物时，有少量Na 2C 2O 4撒在天平台上而未被发现，则用其标定的KMnO 4溶液浓度将比实际浓度 大 ；用此KMnO 4溶液测定H 2O 2时，将引起 正 误差（正、负）。

10．利用电极电势简单回答下列问题
（1）)HNO 3的氧化性比KNO 3强；
解：NO
3－＋4 H +＋3e NO ＋2H 2O (NO 3－/ NO)= (NO 3－/ NO)＝ (NO 3－/ NO)＋θ
θθp p c c c c n V /)NO (]/)H (][/)NO ([lg 0591.043+- pH ＝ c （H +）＝ mol·L -1
(NO 3－
/ NO)＝＋411
)L 1.0m ol L 0.10m ol lg(30591.0--⋅⋅V ＝ pH ＝ c （H +）＝×10－7 mol·L -1
(NO 3－
/ NO)＝＋411
7)L 1.0m ol L m ol 101.0lg(3V 0591.0---⋅⋅⨯＝ 计算结果表明，NO 3－的氧化能力随酸度的降低而下降。

浓HNO 3表现出极 强的氧化性，而中性的硝酸盐氧化能力很弱。

（2）配制SnCl 2溶液时，除加盐酸外，通常还要加入Sn 粒
解：加入盐酸防止水解；加入Sn 粒以防止Sn 2+被氧化
（3）Ag 不能HCI 溶液中置换出H 2，但它能从HI 溶液中置换出H 2
解：电极反应：
AgX +e = Ag + +X -
已知： （H +/H 2）=0
（H +/H 2）> （AgI/Ag ）即，银能从氢碘酸中置换出氢气。

（H +/H 2）< （AgCl/Ag ）即，银不能从氢碘酸中置换出氢气。

（4）Fe(OH)2比Fe 2+更易被空气中的氧气氧化
解：查表θϕ[Fe(OH)3/Fe(OH)2]=，θϕ（Fe 3+/Fe 2+）=
θϕ（O 2/OH -）=，ϕ（O 2/H 2O ）=
θE 1=θϕ （O 2/OH -）-θϕ [Fe(OH)3/Fe(OH)2] =
θE 2= θϕ（O 2/H 2O ）-θϕ（Fe 3+/Fe 2+）=
θE 1＞θE 2
所以，Fe(OH)2在碱性介质中更易被氧化。

（5）标准状态下，MnO 2与HCl 不能反应产生C12，但MnO 2可与浓盐酸(10molL -1)作用制取Cl 2
解：MnO 2＋4HCl = Cl 2＋MnCl 2＋2H 2O
标准状态下，
正极：MnO 2＋4H +＋2e = Mn 2+＋＋2H 2O θϕ+=
负极：2Cl -－2e = Cl 2 θϕ-=
θθθ-+-=ϕϕE =－=－(V)＜0
故标准下，MnO 2和HCl 反应不能制得Cl 2
c (HCl)=10mol/L
=＋40.0591lg102
=(V)
=＋210
1lg 20592.0 =(V)
ϕ+＞ϕ-故用10 molL -1的HCl 能制得Cl 2。

（6）已知下列元素电势图：
θA ϕ Hg Hg Hg .80V 022.90V 0
2−−
→−−−→−++ ，-−−→−−−→−Cl Cl HClO .36V 12.61V 1 根据电势图判断哪些物质在水溶液中易发生歧化，写出相应的反应式。

若在酸性介质中，使Hg 22+转化为Hg(Ⅱ)，应分别采用什么方法，举例说明。

解：Cl2易歧化生成ClO-和Cl-，Cl-和HClO易歧化生成Cl2，Hg和Hg2+易歧化生成Hg22+ 若在酸性介质中，使Hg22+转化为Hg(Ⅱ)，在Hg22+溶液中加入沉淀剂OH-或通入硫化氢，
Hg22＋＋H2S =HgS＋Hg↓＋2 H＋
Hg22＋＋2 OH-= HgO↓＋Hg↓＋H2O
也可以加入络合剂使Hg2＋离子变成络离子时，Hg22＋也易于发生歧化反应Hg22＋＋CN- = Hg(CN)2＋Hg
Hg22＋＋4 I-=[HgI4]2-＋Hg
（7）已知锰和碘的元素电势图为
写出酸性溶液中，下列条件下KMnO4与KI反应的方程式：
①KMnO4过量；②KI过量。

解：1）KMnO4过量；2KMnO4+6KI+8H+=2MnO2+3I2+4H2O+8K+ 2）KI过量；2KMnO4+10KI+16H+=2Mn2++5I2+8H2O+12K+
四、计算题
1. 根据下列反应设计原电池，写出电池符号，并根据 计算298K的E，K，
G m。

r
（1）6Fe2++Cr2O72—+14H+＝ 6Fe3++2Cr3++7H2O
解： (Cr2O72－/ Cr3+)＝， (Fe3+/ Fe2+)＝
E= (Cr2O72－/ Cr3+)- (Fe3+/ Fe2+)= V
K＝×1046
G m=- RT lnK=×298××1046 = kJmol-1
r
（2）Hg2++Hg ＝ Hg22+
解：)Hg /Hg ()Hg /Hg (22θ2
22θθ+++-=ϕϕE = V>0
θK =×
102 r G m =- RT lnK=×
298××102 = kJmol -1
（3）Fe 3++Ag ＝ Ag ++Fe 2+
解：标态下， (Ag +/Ag)= V ， (Fe 3+/ Fe 2+)＝
= (Ag +/Ag)- (Fe 3+/ Fe 2+)= V
K ＝
r G m =- RT lnK=×298× = kJmol -1 2．已知：298K 时，下列原电池的电动势E ＝，计算负极溶液中H ＋的浓度。

(—)Pt ，H 2(100kPa) | H +(xmol ·L －1) || H +·L —1) | H 2(100kPa)，Pt(+)
解：电极反应 2H ++2e -=H 2
c (H +)=×10-6 mol·L -1
3. 已知
(-)Cu|Cu 2+ mol·L -1)‖ClO 3- mol·L -1),H + mol·L -1),Cl -·L -1)|Pt(+),（1）写出原电池反应。

（2）计算298K 时，电池电动势E ，判断反应方向。

（3）计算原电池反应的平衡常数K θ。

（θ（Cu 2+/Cu ）=, θ（ClO 3－/Cl －）=）
解：（1）原电池反应为：
（2）298K 时，
正极的电极电位为：
负极的电极电位为：
电池的电动势为：
1.212V 0.2826V 95V 4.1)/Cu Cu ()/Cl ClO (23=-=-=-=+---+ϕϕϕϕE
电池电动势E >0，反应向正反应方向进行
（3）电池的标准电动势为：
V 109.10.3417V 51V 4.1)/Cu Cu ()/Cl ClO (2θ3θθθθ=-=-=-=+---+ϕϕϕϕE
所以 1.110.0591V V 109.160.0591V ln θθ
=⨯==nE K 4．已知原电池(-)Ag | Ag + mol ·L —1) || Ag + mol ·L －1) | Ag(+)，向负极加入K 2CrO 4，使Ag +生成Ag 2CrO 4沉淀，并使c (CrO 42—)＝·L —1，298K 时，E ＝。

计算sp K (Ag 2CrO 4)。

解：两极的电势表达式均为：
＝＋－－＝ V
sp K (Ag 2CrO 4)=×
10-12 5．根据铬元素电势图：Cr 0.89Cr 0.40Cr 1.23O Cr 23272θA/V --++-ϕ
(1)计算(Cr 2O 72－/Cr 2+)和(Cr 3+/Cr)；
(2)判断在酸性介质，Cr 2O 72—还原产物是Cr 3+还是Cr 2+
（1） (Cr 2O 72-/Cr 2+
)＝2-2+3+12723Cr O /Cr Cr /Cr n n n θθϕϕ-（）（） ＝4
40.0123.13V V ⨯-⨯ ＝
(Cr 3+
/Cr)＝322+123Cr /Cr Cr /Cr n n n θθϕϕ++-（）（） ＝3
89.01)40.0(1V ⨯--⨯ ＝
（2）在酸性介质，Cr 2O 72-还原产物是Cr 3+
6．一硝酸汞溶液(浓度为c 0)与汞组成电极A ，另一硝酸汞溶液(浓度为101
c 0)与
汞组成电极B ，将A 、B 两电极组成原电池，测其电动势为(298K)。

(1)写出原电池的电池符号；
(2)判断水溶液中亚汞离子的存在形式是Hg 22+，还是Hg +
解：（1） 原电池符号：(-)Hg | Hg 22+( c 0 mol·L —1) || Hg 22+ (10
1c 0 mol·L －1) | Hg(+) （2）水溶液中亚汞离子的存在形式是Hg 22+
7．往沉淀中加少量H 2O 及过量Zn 粉，使溶液总体积为。

试计算说明AgCl 能否被Zn 全部转化为Ag(s)和C1—。

解：查表：Zn 2++2e=Zn = V
AgCl+e=Ag+Cl - = V
设Zn 可完全还原AgCl ，则 Zn+2AgCl=Zn 2++2Cl -+2Ag
c (Zn 2+)= moll -1，C(Cl-)= moll -1，则：
(Zn 2+/Zn)= +2+0.0591lg (Zn )2
c = V (AgCl/Ag)= +
-0.05911lg 2(Cl )/c c θ= V =(AgCl/Ag)- (Zn 2+/Zn)= V ，因此Zn 可完全还原AgCl 到Ag 。

8．计算在·L —1HCl 溶液中，用Fe 3+溶液滴定Sn 2+溶液时化学计量点的电势，并计算滴定至99．9％和100．1％时的电势。

为什么化学计量点前后，电势变化不相同滴定时应选用何种指示剂指示终点 ( ’(Fe 3+/Fe 2+)＝，’(Sn 4+/Sn 2+)＝ 解：滴定反应为 2Fe 3+ + Sn 2+ == 2Fe 2+ + Sn 4+
3+2+4+2+
q θFe /Fe Sn /Sn 20.682.0140.3233
sp ϕϕϕ++⨯===V 滴定至%时：
4+2+θ
1(Sn /sn )ϕϕ=＋4+20.059(Sn )0.059lg 0.14lg 9990.232(Sn )2c c +=+=v 1=sp -1= v
滴定至%时：
3+2+3+2+(Fe /Fe )(Fe /Fe )θ
ϕϕ=＋)Fe ()Fe (lg 0591.0231++c c n V 2=2-sp = v
因此1≠2，这是由于两电对电子转移数不相等，所以计量点前后同样改变%， 电势变化不相同。

选用二甲基蓝作为指示剂。

9．用 mL KMnO 4恰能完全氧化一定质量的KHC 2O 4·H 2O ，同样质量的KHC 2O 4·H 2·L －1KOH 溶液中和。

计算KMnO 4溶液的浓度。

解：H 2C 2O 4的K a1=×10-2, K a2=×10-5 而K a1/K a2<104，
∴H 2C 2O 4的两个H +一起被滴定，形成一个滴定突跃
反应式为：H 2C 2O 4+2KOH ＝Na 2C 2O 4+2H 2O （1）
据题有：5 H 2C 2O 4+2MnO 4-+6H +＝2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O （2）
由（1）式得：KOH KOH 2241(H C O )2
m c V M =⋅ 由（2）式得： 故44KOH KOH KMnO KMnO 1522
c V c V ⋅=⋅ 10．某土壤试样，用重量法测得试样中Al 2O 3及Fe 2O 3共 0g ，将该混合氧化物用酸溶解并使铁还原为Fe 2+后，用 33 mol ·L －1K 2Cr 2O 7标准溶液进行滴定，用去。

计算土壤中Fe 2O 3和Al 2O 3的质量分数。

解：MnO 4-+5Fe 2++8H +=Mn 2++5Fe 3++4H 2O
n (Fe 2O 3)=21n (Fe)=2
5n (KMnO 4) 11. 将含有PbO 和PbO 2·L －1H 2C 2O 4溶液处理，将Pb(Ⅳ)还原为Pb(Ⅱ)。

溶液中和后，使Pb 2+定量沉淀为PbC 2O 4，并过滤。

滤液酸化后，用·L —1KMnO 4溶液滴定剩余的H 2C 2O 4，用去KMnO 4溶液。

沉淀用酸溶解后，用同样的KMnO 4溶液滴定，用去KMnO 4溶液。

计算试样中PbO 及PbO 2的质量分数。

12．将 g 钢样中铬氧化成Cr 2O 72—，加入 0mol ·L —1的FeSO 4标准液，然后用 0mol ·L —1KMnO 4标准液回滴过量的FeSO 4。

计算钢样中铬的质量分数。

解： Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +＝2Cr 3++6 Fe 3++7H 2O
MnO 4-+5Fe 2++8H +＝Mn 2++5 Fe 3++4H 2O
Cr 2O 72- 2Cr 3+
＝--44443FeSO FeSO MnO MnO 12(5)106
c V c V -⨯-⨯ ＝1/3[×××）]×10-3
＝×10-4 Cr Cr Cr n M w m
⋅==0324.0000.100.5210233.64=⨯⨯- 13．用碘量法测定钢中的硫时，先使硫燃烧为SO 2，再用含有淀粉的水溶液吸收，最后用碘标准溶液滴定。

现称取钢样，滴定时用去·L —1 I 2标准溶液。

计算钢样中硫的质量分数。

解：
m M n w s s s ⋅==0352.01000
500.03200.110500.0=⨯⨯⨯ 14．今有溶液，用 0mol ·L －1的KIO 3溶液处理后，煮沸溶液以除去I 2。

冷却后，加入过量KI 溶液使之与剩余的KIO 3反应，然后将溶液调至中性。

析出的I 2用 8mol ·L —1Na 2S 2O 3标准溶液滴定，用去 mL 。

计算KI 溶液的浓度。

解：5 I －+ IO 3－+ 6H + == 3I 2 + 3H 2O （1）
I 2 + S 2O 32－ == 2 I －+ S 4O 62－
（2） 由反应（1）可知： （3）
由反应（1）、（2）可知，在返滴定时：
由（3）、（4）可知：
15．测定样品中丙酮的含量时，称取试样 0g 于盛有NaOH 溶液的碘量瓶中，振荡,准确加入 00mol ·L —1I 2标准溶液，盖好。

待反应完成后，加H 2SO 4调节溶液至微酸性，立即用 0mol ·L —1Na 2S 2O 3标准溶液滴定，用去。

计算试样中丙酮的质量分数 。

(CH 3COCH 3+3I 2+4NaOH ＝CH 3COONa+3NaI+3H 2O+CHI 3)
解： CH3COCH3+3I2+4NaOH＝CH3COONa+3NaI+3H2O+CHI3 I2 + S2O32－ == 2 I－+ S4O62－
n (丙酮)=1/3n(I2)=1/3× ×10-3×58/=。