8 氧化还原反应习题解答(p222-226)
1. 用氧化值法配平下列各氧化还原方程式。 （1）3Cu2S +22HNO3 = 6Cu(NO3)2 +3H2SO4 +10NO+8H2O （2）NH4NO2 = N2 + 2H2O
（3）(NH4)Cr2O7 = N2 + Cr2O3 +4H2O
（4）3As2S3 + 28HNO3+4 H2O = 6 H3AsO4 + 9H2SO4 +28 NO （5）K2Cr2O7 + 3H2S +4 H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3S + 7H2O + K2SO4 （6）2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI （7）2 MnO4+3 Mn +2 H2O =5 MnO2 +4 H
（8）4[Co(NH3)6] + O2 +2H2O = 4 [Co(NH3)6] + 4OH
2. 用离子-电子法配平下列方程式。（1-11）为酸性介质，（12-14）为碱性介质 (1) Cr2O7 + 3H2O2 + 8H = 2 Cr + 3O2 +7 H2O (2) 2 MnO4 +5 SO3 +6 H = 2Mn + 5 SO4 +3 H2O (3) ClO3 + 6I + 6H = Cl +3 I2 + 3H2O
(4) 5NaBiO3(s) + 2Mn +14 H = 5Na +5 Bi + 2 MnO4 +7 H2O (5) H2S +2 Fe = S +2Fe + 2H
(6) 3P4(s)+20HNO3(浓)+8 H2O =12H3PO4+20NO (7) 2FeS2+30HNO3Fe2(SO4)3+30NO2+H2SO4+14H2O (8) 7PbO2+2MnBr2+14HNO3
7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+6H2O
(9) 28HNO3+3As2S3+4H2O9H2SO4+6H3AsO4+28NO (10) As2S5+10NO3-+10H+2H3AsO4+10NO2+5S+2H2O (11) 2Bi3++3S2O32-+3H2OBi2S3+3SO42-+6H+ (12) Cl2 + 2OH== Cl + ClO+ H2O
(13) 2[Cr(OH)4]+ 3H2O2 + 2OH== 2 CrO4 +8H2O (14) SO3 + Cl2 +2OH==2 Cl + SO4+ H2O
3. (1)逆向进行
(2) E+=ESn4?/Sn2??0.15(V)
θ E-θ=EMg??2.37(V) 2?/Mg2－
--2－
- -2－
---3+
2+
+
2+
+
+
3+
－
－
-+
-－
2－
+
2+
2－
2－
+
3+
2+
3+
-－
2+
+
θθθ Eθ?E+-E-θ=0.15?2.37?2.52(V)
∴正向进行
θθ(3) E+=EBr/Br-=1.09(V)
2θE-θ=EF=0.77(V) e3+/Fe2+θEθ=E+-E-θ=1.09-0.77=0.32(V)
∴正向进行
θθ(4) E+=EPb??0.13(V) 2?/Pbθ E-θ=EZ??0.76(V) n2?/Znθ Eθ?E+-E-θ=-0.13?0.76?0.63(V)
∴正向进行
4.
0.05920.10?(1.0)8lg?1.55V?451.0?10 （1）
（2）E(Ce4?/Ce3?)?1.72?0.0592lg1.0?1.67V
10.100.0592?E(HAc/H2)?E?(H?/H2)?lgcKHAc?0.00?0.0592lg0.10?1.75?10?5??0.17V1（3）
?0.0592Ksp1.8?10?10??E(AgCl/Ag)?E(Ag/Ag)?lg?0.799?0.0592lg??0.341V1cCl?1.0?10?2?E(MnO4/Mn2?)?1.51?（4）
(5)
?2(c2?/c)0.0592SO2?2?2?2?3E(SO3/S2O3)?E?(SO3/S2O3)?lg 4(cSO2?/c?)(cOH?/c?)6
23（6）
0.05921.02??0.58?lg??0.58?0.18??0.40V41.0?(1.0?10?2)6pO2/p?0.05920.059210.0/100???E(O2/OH)?E(O2/OH)?lg?0.401?lg?0.564V44(1.0?10?3)4(cOH?/c?)4
5. 解答：（1）2Ag(0.10 mol·L) + Cu(s) ==2Ag(s) + Cu(0.010 mol·L) 电池符号： (-) Cu|Cu(0.010 mol·L)||Ag(0.10 mol·L)|Ag (+) 电极反应： (+) Ag+e = Ag(s) (-) Cu-2e = Cu电动势∶
E(Ag?/Ag)?E?(Ag?/Ag)?0.0592cAg?lg??0.799?0.0592lg0.10??0.740V1c
c2?0.05920.0592E(Cu2?/Cu)?E?(Cu2?/Cu)?lgCu?0.337?lg0.010??0.278V?22c
E?E(Ag?/Ag)?E(Cu2?/Cu)?0.740?0.278?0.462V
--1
+
-1
2+
-1
2+
+
2+
-1
+
-1
+-12+-1
（2）MnO2(s)+ 2Cl(12 mol·L) + 4H(12 mol·L) = Mn(1.0 mol·L) + Cl2(100kPa) + 2H2O(l) 电池符号：
(-) Pt, Cl2(100kPa)|Cl(12.0 mol·L)||Mn(1.0mol·L),H(12.0 mol·L
1
--1
2+
-1
+
-
)|MnO2(s),Pt(+) 电极反应：
(+) MnO2+ 4H+2e== Mn+ 2H2O\\
+
2+
(-) 2Cl2e== Cl2 电动势∶
?40.0592(cH?/c)0.0592124E(MnO2/Mn)?E(MnO2/Mn)?lg?1.23?lg??1.36V221.0cMn2?/c?2?—
?2?pCl2E(Cl2/Cl?)?E?(Cl2/Cl)?0.05920.05921p?lg?1.36?lg??1.30V22(cCl?/c?)2122-1
-1
-
E?1.36?1.30?0.06V
（3）H3AsO3(0.10 mol·L)+ I2(s) + H2O(l) = H3AsO4(1.0 mol·L) + 2I(0.010 mol·L) +2H(0.10 mol·L) 电池符号：
(-) Pt|H3AsO4 (1.0 mol·L), H(0.10 mol·L), H3AsO3(0.10 mol·L)||I(0.010mol·L)|I2(s), Pt (+) 电极反应： (+) I2+2e =2I
(-) H3AsO3+ H2O-2e = H3AsO4+2H
??20.0592(cH3AsO4/c)(cH?/c)E(H3AsO4/H3AsO3)?E(H3AsO4/H3AsO3)?lg2cH3AsO3/c?电动势∶
0.05921.0?(0.10)2 ?0.559?lg??0.529V20.100.059210.05921E(I2/I?)?E?(I2/I?)?lg?0.536?lg?0.654V
?+
--1
-1
+
-1
-1
--1
+
-1
2(cI?/c?)22+
2(1.0?10?2)2E = 0.654-0.529=0.125V
（4）Cr2O7(1.0 mol·L) + 6Fe(0.10 mol·L) +14H(1.0 mol·L) = 2Cr(0.10 mol·L) + 6Fe(1.0 mol·L) + 7H2O(l) 电池符号：
(-)Pt|Fe(1.0 mol·L), Fe(0.10 mol·L)||Cr2O7(1.0mol·L), Cr(0.10mol·L), H(1.0 mol·L)|Pt (+) 电极反应：(+) Cr2O7+14H+6e = 2Cr+ 7H2O
(-) Fe-e = Fe
2+
3+
2－
+
3+
3+
-1
+
-1
3+
-1
2+
-1
2－
-1
-1
3+
-1
2－
-1
-1
+
-1
3+
电动势∶
??14(c2?/c)(c?/c)0.0592Cr2O7H2?2?E(Cr2O7/Cr3?)?E?(Cr2O7/Cr3?)?lg?26(cCr3?/c)0.0592(1.0)(1.0)14?1.33?lg?1.35V 26(0.10)?0.0592cFe3?/c1.0E(Fe/Fe)?E(Fe/Fe)?lg?0.771?0.0592lg??0.830V1cFe2?/c?0.103?2??3?2?
E=1.35-0.830=0.52V
6. 解答：（1） E=E(+)-E(-)
0.05920.0592lgcFe2?/c???0.440?lgcFe2?/c?22 0.05920.0592E(?)?E(Zn2?/Zn)?E?(Zn2?/Zn)?lgcZn2?/c???0.763?lg1.0?10?2??0.822V22 E(?)?E(Fe2?/Fe)?E?(Fe2?/Fe)?0.293= -0.440+(0.0592/2)lgc(Fe2+)+0.822 c(Fe2+)=1.0×10(mol·L) （2）(-)Ag∣Ag(y mol·L‖Ag（1.0×10 mol·L）∣Ag (+) E=0.0592V，求负极Ag的浓度。
0.0592lgcAg?/c??0.7991?0.0592lg0.10/1.0?0.740V1 0.0592E(?)?E(Ag?/Ag)?E?(Ag?/Ag)?lgcAg?/c??0.7991?0.0592lgcAg?1 E(?)?E(Ag?/Ag)?E?(Ag?/Ag)?+
+
-1)
+
-1
-1
-3-1
0.0592?0.0592lgθ
0.1+-1
c(Ag)=0.10(mol·L) y--1
2?(3) (-)Pt,Cl2(P)∣Cl(x mol·L)‖Cr2O7(1.0 mol·L), H(xmol·L), Cr(1.0
-1+-13+
mol·L)∣Pt (+)
??14(c2?/c)(c?/c)0.05920.0592CrOH2?2?27E(?)?E(Cr2O7/Cr3?)?E?(Cr2O7/Cr3?)?lg?1.33?lg(x)14?26(cCr3?/c)6-1
E(?)?E(Cl2/Cl?)?E?(Cl2/Cl)?pCl2/p0.05920.05921lg?1.36?lg2(cCl?/c?)22(x)2?
欲使反应按原电池的方向进行，则应由：
0.05920.05921x≥1.42，即HCl浓度至少为1.33?lg(x)14?1.36?lg262(x), 1.42mol·L
7. 解答： Ag+e =Ag
θθ=-nF E?rGm???fGmθ
+-1
(Ag/Ag)=-77.124 kJ.mol
+-1
Eθ(Ag+/Ag)=-77.124×103/96487=0.7992V
E?(PbI2/Pb)?E?(Pb2?/Pb)?0.0592?lgKsp,PbI228.解答：
? -0.3672=-0.126?0.0592lgKsp, PbI2-92(?0.3672?0.126)?? Ksp,PbI=7.1×10 lgKsp,PbI???8.15220.0592
9. 解答：E(Ag3PO4/Ag)= E(Ag/Ag)+0.0592lg(K=0.486V
10. 解答：pH=3.00的H2S饱和溶液中，CH+=1.0×10
+
2-?
-3
2-θ
θ
+
θ
sp,Ag3PO4
)
1/3
=0.7991+ 0.0592lg31.4?10?16
H2S = 2H + S K= Ka1× Ka2 = [H]×[S]/[ H2S] [S] = Ka1× Ka2 × [ H2S]/ [H]
2-+2
+2
9.5?10?8?1.3?10?13?0.10?15?1??1.235?10mol.L ?32(1.0?10)
(或用分布系数S2??
E(Ag2S/Ag)?E(Ag/Ag)([S?2?????Ka1Ka2cH2S[H]?[H]Ka1?Ka1Ka2?2???? )
]?1.235?10?150.0592mol.L)?E(Ag/Ag)?lg1?1???S?2??Ksp0.05922.0?10?49?0.799?lg??0.201V11.235?10?15
θ
θ
-10
11. 解答：E(HCN/H2)= -0.545V=0.0592lg K(HCN) ，K(HCN)=6.2×10 12. 解答：Ka1>>Ka2, 所以二级解离可以忽略
?H?H2PO2?4Ka1??7.1?10?3+-3H3PO4 [H]=7.1×10
θ
?????? E(H3PO4/H2)= E(H/H2)= E(H/H2)+0.0592lgCH+=0.0592lg(7.1×10)=-0.127V
13. 解答：（1）电极反应式
原电池符号: (-)Zn|Zn(0.30mol·L)||Ag(0.10mol·L)|Ag (+) （2）
E(Ag?/Ag)?E?(Ag?/Ag)?0.0592lgcAg??0.80?0.0592lg0.10?0.74V 0.05920.0592E(Zn2?/Zn)?E?(Zn2?/Zn)?lgcZn2???0.76?lg0.30??0.78V
222+
-1
+
-1
θ+θ+-3
(+) Ag+e =Ag (-) Zn-2e =Zn
2+
+
该原电池的电动势E=0.74-(-0.78)=1.52V （3）反应2Ag + Zn→2Ag + Zn的平衡常数
Z(E?(?)?E?(?))2(0.80?0.76)?lgK???52.770.05920.0592（4）达平衡时，溶液中所剩Ag的浓度
[Zn2?]0.050?0.30θ52K?5.0?10??[Ag?]2[Ag?]214. 解答：半反应 Cu+ Cl +e = CuCl↓ Cu + Cl -e = CuCl↓
-2+
-+
+
2+
K??5.0?1052
[Ag?]?2.6?10?27mol?L?1
E(Cu2?/CuCl)?E?(Cu2?/Cu?)?0.0592lg1?Ksp,CuCl?0.15?0.0592lg1?0.50V?61.2?10??6E(CuCl/Cu)?E?(Cu?/Cu)?0.0592lgKsp,?0.17VCuCl?0.52?0.0592lg1.2?10θ5 Z(E?(?)?E?(?))1?(0.50?.017)lgK???5.58 K=3.8×10
0.05920.0592?
15. 解答：
E(Ag?/Ag)?E?(Ag?/Ag)?0.0592lgcAg??0.799?0.0592lg1.0?10?6?0.444V
基础化学李保山第二版8-氧化还原反应习题答案
