大学化学课后习题答案第四章

第四章电化学与金属腐蚀

1.是非题(对的在括号内填“+”，错的填“-”号)

(1)取两根铜棒，将一根插入盛有0.1mol·dm-3CuSO4溶液的烧杯中，另一根插入盛有1mol·dm-3CuSO4溶液的烧杯中，并用盐桥将两只烧杯中的溶液连结起来，可以组成一个浓差原电池。( )

(2)金属铁可以置换Cu2+，因此三氯化铁不能与金属铜反应。( )

(3)电动势E(或电极电势φ)的数值与反应式(或半反应式)的写法无关，而标准平衡常数Kθ的数据，随反应式的写法(即化学计量数不同)而变。( )

(4)钢铁在大气的中性或弱酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。( )

(5)有下列原电池(-)Cd|CdSO4(1.0mol·dm-3)||CuSO4(1.0mol·dm-3)|Cu(+) 若往CdSO4溶液中加入少量Na2S 溶液，或往CuSO4溶液中加入少量CuSO4·5H2O晶体，都会使原电池的电动势变小。( )

解：（1）+；（2）–；（3）+；（4）+；（5）–。

2.选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)

(1)在标准条件下，下列反应均向正方向进行：

Cr2O72 - +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+

它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是______。

(a)Sn2+和Fe3+(b)Cr2O72 -和Sn2+

(c)Cr3+和Sn4+(d)Cr2O72 -和Fe3+

(2)有一个原电池由两个氢电极组成，其中有一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液[设p(H2)=100kPa]应为

(a)0.1mol·dm-3HCl (b)0.1mol·dm-3HAc+0.1mol·L-1NaAc

(c)0.1mol·dm-3Hac (d)0.1mol·dm-3H3PO4

(3)在下列电池反应中

Ni(s)+Cu2+(aq)→Ni2+(1.0mol·dm-3)+Cu(s)

当该原电池的电动势为零时，Cu2+浓度为

(a)5.05×10-27mol·dm-3(b)5.71×10-21mol·dm-3

(c)7.10×10-14mol·dm-3(d)7.56×10-11mol·dm-3

(4)电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（）；阳极氧化是将需处理的部件作为电解池的（）。

(a)阴极(b)阳极(c)任意一个极

解：（1）b；（2）b；（3）b；（4）a，b。

3.填空题

(1)有一种含Cl-、Br-和I-的溶液，要使I-被氧化而Cl-、Br-不被氧化，则在常用的氧化剂

(a)KMnO4酸性溶液，(b)K2Cr2O7酸性溶液，(c)氯水和(d)Fe2(SO4)3溶液中应选（）为最适宜。

(2)有下列原电池

(-)pt|Fe2+(1mol· dm-3) Fe3+(0.01mol· dm-3)||Fe2+(1mol · dm-3) ，

Fe3+(1mol · dm-3)|Pt(+)该原电池的负极反应为（），正极反应为

（）。

(3)电解含有下列金属离子的盐类水溶液：Li+、Na+、K+、Zn2+、Ca2+、Ba2+、Ag+。（）能被还原成金属单质；（）不能被还原成金属单质解：（1）d

（2）Fe2+= Fe3++ e-; Fe3++ e-= Fe2+

（3）Zn2+、Ag+；Li+、Na+、K+、Ca2+、Ba2+

4.写出下列化学方程式的氧化反应及还原反应的半反应式(须配平)。

(1)Zn+Fe2+=Zn2++Fe

(2)2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+

(3)Ni+Sn4+=Ni2++Sn2+

(4)5Fe2++8H++MnO 4- =Mn2++5Fe3++4H2O

解：（1）负极Zn(s)= Zn2+(aq)+2 e-

正极Fe2+(aq)+2 e-= Fe(s)

(2) 负极2I-(aq) = I2(s) +2 e-

正极Fe3+(aq)+ e-= Fe2+(aq)

(3) 负极Ni(s)= Ni2+(aq)+2 e-

正极Sn4+(aq)+2 e-= Sn2+(aq)

(4) 负极Fe2+(aq) = Fe3+(aq)+ e-

正极MnO 4-(aq)+ 8H+(aq) + 5e-= Mn2+(aq) +4H2O(l)

5.将上题各氧化还原反应组成原电池，分别用图式表示各原电池。解：(1) (-)Zn|Zn2+|| Fe2+ | Fe (+)

(2) (-)Pt| I2| I-||Fe2+,Fe3+|Pt(+)

(3) (-)Ni | Ni 2+|| Sn 2+, Sn 4+|Pt(+)

(4) (-)Pt| Fe 2+,Fe 3+|| Mn 2+, MnO 4- , H +|Pt(+)

6.参见标准电极电势表，分别选择一种合适的氧化剂，能够氧化：(1)Cl - 成Cl 2；(2)Pb 成Pb 2+；(3)Fe 2+成Fe 3+。再分别选择一种合适的还原剂，能够还原：(a)Fe 2+成Fe ；(b)Ag +成Ag ；(c)NO 2- 成NO 。

解：合适的氧化剂为

(1)酸化的MnO 4- (2) HNO 3 （3）Cl 2

合适的还原剂为

（1）Zn （2）Sn 2+ （3）I -

[本题非唯一答案，凡合理的其他答案均可。]

7.将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的溶液中并组成原电池(用图式表示，要注明浓度)。

(1)c(Sn 2+)=0.0100mol·dm -3，c(Pb 2+)=1.00mol·dm -3；

(2)c(Sn 2+)=1.00mol·dm -3，c(Pb 2+)=0.100mol·dm -3。

分别计算原电池的电动势，写出原电池的两电极反应和电池总反应式。

解：查阅教材附录10可知：

(1)当(1) c (Sn 2+)=0.0100mol·dm -3，c (Pb 2+)=1.00mol·dm -3时： 故以锡电极作原电池负极，铅电极作正极。

V

1262.0Pb)/Pb (Pb)/Pb (V 197.00100.0lg 2

0.05917V 0.138V - }/)Sn (lg{0.05917V Sn)/Sn (Sn)/Sn (22222-==-=⨯+=+=+Θ+Θ++Θ+ϕϕϕϕc c n

0.126V - /Pb)Pb (0.138V - Sn)/Sn (22==+Θ+Θϕ