第四章 习题答案

• 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(s) + 2Cl(2) MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O (3) Zn + CdSO4 → ZnSO4 + Cd
(1)正极反应：Cl2(g) + 2e → 2Cl负极反应：2I - e → I2(s) 电池符号： （-）Pt,I2(s) ︳I-(c1)‖Cl-(c2) ︳Cl2(pΘ),Pt(+) (2) 正极反应： MnO4- + 5e +18H+ → Mn2+ + 4H2O 负极反应： Fe2+ - e → Fe3+ 电池符号： (-)Pt ∣ Fe2+( c1),Fe3+(c2)‖MnO4-(c3), Mn2+(c4) ,H+(c5)∣Pt(+) (3)正极反应： 负极反应： 电池符号： （-）Zn ︳ZnSO4 (c1)‖CdSO4 (c2) ︳Cd (+)
• 9. 写出按下列各反应设计成的原电池符号, 并计算各原电池的电动势E(注:浓度单位均 为mol· L-1) (1) Zn(s) + Ni 2+ (0.080)─→Zn2+(0.020) + Ni(s) (2)Cr2O72-(1.0) + 6Cl-(10)+ 14H+(10) →2Cr3+(1.0)+ 3Cl2(10.0kPa)+ 7H2O(l)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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(6) MnO4- + SO32- + OH- ─→ MnO42- + SO42-
(1) 2I- - 2e → I2 H2O2 + 2H+ → 2H2O 2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O (2) Cr2O72- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O 3H2S - 6e- → 3S↓ + 6H+ Cr2O72- + 3H2S +8H+ =2Cr3+ + 3S↓ + 7H2O (3) ClO3- + 6e + 6H+ → Cl- + 3H2O Fe2+ - e → Fe3+ ClO3- + 6Fe2+ + 6H+ = Cl- + 6Fe3++ 3H2O
解：(1)E(Zn2+/Zn)=Eθ(Zn2+/Zn)+㏒{c(Zn2+)/cθ} =－0.7626V+(0.0592V/2) ㏒(0.020) =－0.813V E(Ni2+/Ni)=Eθ(Ni2+/Ni)+㏒{c(Ni2+)/cθ} =－0.257V+(0.0592V/2) ㏒(0.080) =－0.289V (-)Zn ︳Zn2+(0.020 mol· L-1)‖Ni2+(0.080 mol· L-1) ︳Ni (+) E= E（Ni2+/Ni）－E（Zn2+/Zn） =[－0.289－(－0.813)]V =0.524V
（1）Eθ(MnO4-/ Mn2+）> Eθ（Fe3+/Fe2+), 该反应能自发向右进行。 （2）（-）Pt ︳Fe2+ (c1) ,Fe3+ (c2) ‖MnO4(c3) ,Mn2+ (c4) ,H+ (c5) ︳Pt(+) Eθ=Eθ(MnO4-/ Mn2+)－Eθ(Fe3+/Fe2+) =(1.51－0.771)V =0.74V
第四章
氧化还原反应 习题答案
• 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
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(3) ClO3-+ Fe2+ + H+ ─→ Cl- + Fe3+
(4) Cl2 + OH- ─→ Cl- + ClO(5) Zn + ClO- + OH- ─→ Zn(OH)42- + Cl-
• 8. 己知: MnO4- +8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O Eθ＝+1.51V, Fe3+ + e- → Fe2+ Eθ＝+0.771V, (1) 判断下列反应的方向: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O (2) 将这两个半电池组成原电池,用电池 符号表示原电池的组成,标明正、负极, 并 计算其标准电动势。 (3) 当H+离子浓度为10.0mol· L-1, 其他离 子浓度均为1.0mol· L-1时, 计算该电池的电 动势。
(2)E(Cr2O72-/Cr3+)= Eθ(Cr2O72-/Cr3+)
+ (0.0592V/z) ㏒
{c(Cr2O7 2 ) / c }{c( H ) / c }14 {c(Cr 3 ) / c }2
=+1.36V+(0.0592V/6) ㏒(10)14 =+1.50V { p(Cl2 ) / p } E(Cl2/Cl-)= Eθ(Cl2/Cl-)+ (0.0592V/z) ㏒ {c(Cl ) / c }2 = +1.3583V+ (0.0592V/2) ㏒[1.00/(10)2] =+1.30V E=1.50V－1.30V=0.20V （-）Pt,Cl2 (100.0kPa) ︳Cl-(10 mol· L-1)‖Cr2O72- (1.0 mol· L-1), Cr3+(1.0 mol· L-1), H+(10 mol· L-1) ︳Pt (+)
(3) E(MnO4-/ Mn2+)= Eθ(MnO4-/ Mn2+)+
(0.0592V/z )×㏒
{c( MnO4 ) / c }{c( H ) / c }8 {c( Mn2 ) / c }
=1.51V+ (0.0592V/5)㏒108 =1.61V E= E(MnO4-/ Mn2+)－Eθ(Fe3+/Fe2+） =(1.61－0.771)V =0.83V
(4) Cl2 + 2e → 2ClCl2 + 4OH- - 2e → 2ClO- + 2H2O Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O (5) ClO- + H2O + 2e → Cl- + 2OHZn - + 4OH- + 2e → [Zn(OH)4]2Zn + ClO- + 2OH- + H2O=[Zn(OH)4]2- + Cl (6) MnO4- + e → MnO42SO32- + 2OH- - 2e → SO42- + H2O 2MnO4- + SO32- + 2OH- =2 MnO42- + SO42+ H2O