完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。
12、以金属锌（阴）和铜（阳）为电极组成电解槽，以含有酚酞和淀粉的碘化钾水溶液为电解液。电解开始不久，阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液仍为无色。过了相当长时间后阳极区溶液才呈蓝紫色。
（1）写出阴、阳极上发生的化学反应方程式；
（2）怎样才能使阳极区溶液在电解开始后不久即呈蓝紫色？ 13、铅蓄电池相应的电池为：Pb，PbSO4 | H2SO4 | PbO2，PbSO4，Pb （1）写出放电的反应方程式；
（2）计算电解质为1 mol·L－1硫酸时的电池电压（pH = 0时的标准电位：Pb2＋/Pb为 – 0.13V，PbO2/Pb2
＋为
1.46V；PbSO4的溶度积K sp = 2×10－8）。
（3）充电时发生什么反应？当用1A电流向电池充电10h，转换的PbSO4的质量是多少（PbSO4的摩
尔质量为303g·mol－1）？
参考答案：
1、（1）mx mny mnx ny （2）n 2n 1 2n－1 n （3）5 2 14 5 2 7 （4）2 1 2 2 2 4 2、（1）4MnSO4 + 10NaBiO3 + 14H2SO4 = 4NaMnO4 + 5Bi2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 14H2O （2）NaBiO3 Bi2(SO4)3
3 （3）2Mn2+ 5NaBiO3 + 14H = 2 MnO?+ 5Na + 7H2O 4+ 5Bi
＋
＋
＋
＋
（4）Cl2
2?3、2Mn2 + 5 S2O8+ 7H2O
＋
＋
2?2 MnO?4+ 10SO4+ 16H
＋
溶液的颜色变为紫色，Mn2被氧化为紫色的MnO?4
2?2Cr3 + 3 S2O8+ 7H2O
＋＋
2? Cr2O7+ 6SO42+ 14H
－
＋
－
2?2?Cr3被氧化为橙色的Cr2O7，证明S2O82的氧化性比MnO?4、Cr2O7的强。 22?Cr2O7+ 4H2O2 + 2H = 2CrO5 + 5H2O 2 MnO?4+ 5H2O2 + 6H= 2Mn+ 5O2 + 8H2O
＋
＋
＋
22?Cr2O7被H2O2还原为蓝色的CrO5，MnO?4被H2O2还原为无色的Mn。
＋
4、负极：Zn + 2OH－2e= Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O + 2e= 2Ag + 2OH 电池反应： Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2
5、（1）电池反应：Sn2+ 2Fe3= Sn4＋2Fe2 E0 = + 0.617 V ΔG= – nFE0 = –119kJ
＋
＋
＋
＋
－－－－
（2）K = 6.92×10 20
6、（1）正极为MnO4/Mn，负极为Zn/Zn。相应的电极反应为：
?2+
2+
MnO4 (aq) + 8H+(aq) + 5e
?－
Mn(aq) + 4H2O(l)
2+
Zn2+(aq) + 2e
－
Zn(s)
－
pH =2.00，c(H?)=1.0×102 mol·L1
－
正极 E(MnO?/Mn2?)=E40– ?(MnO4/Mn2?)c(Mn2?)/c00.0592V lg?z[c(MnO4)/c0][c(H?)/c0]8 = 1.512 V –
0负极 E(Zn2?/Zn)=E(Zn2?/Zn)–
0.0592V0.0010lg = 1.347 V 50.12?(1.0?10?2)80.0592V1lg 2?0z[c(Zn)/c] = – 0.7621V –
0.0592V1= – 0.816 V lg20.015?（2）EMF=E(?)－E(?)=E(MnO4/Mn2?)–E(Zn2?/Zn)= 1.347V – (– 0.816V) = 2.163V
7、向Fe3+(aq) + e－
3+
Fe2+(aq)中加KCN后，发生下列配合反应：
[Fe(CN)6]3－(aq)
Fe(aq) + 6CN－(aq)
K0f,[Fe(CN)6]3??c([Fe(CN)6]3?)/c0[c(Fe)/c][c(CN)/c]c([Fe(CN)6]4?)/c0[c(Fe2?)/c0][c(CN?)/c0]63?0?06
Fe(aq) + 6CN－(aq)
2+
[Fe(CN)6]4－(aq)
K0f,[Fe(CN)6]4??
E(Fe3?02?=E/Fe)(Fe3?/Fe2?)0.0592Vc(Fe2?)/c0– lg3?0zc(Fe)/c当 c (CN－) = c ([ Fe (CN)6]3－ = c ([ Fe (CN)6]4－= 1.0 mol·L－1时
c(Fe3?)1?c0K0f,[Fe(CN)3?6]c(Fe2?)1 ；?c0K0f,[Fe(CN)
6]4?K00.0592Vf,[Fe(CN)6]3?0所以，E(Fe3?/Fe2?)=E(Fe3?/Fe2?)– lgzKf,[Fe(CN)]4?60.0592V4.1?1052lg = 0.769 V– = 0.36 V 14.2?10458、从题给电对数据可知E0之值 最大，KMnO4是最强氧化剂，它可将I、Br、Cl都氧化成MnO?/Mn2?－
－
－
4I2、Br2、Cl2。所以KMnO4不符合题意。
而EFe3?/Fe2?之值比E0I－
－
02/I?大，但小于E0Br2/Br?0和ECCl2/Cl?之值，因此Fe3+可把I氧化成I2，而不能将
－
Br、Cl氧化成Br2、Cl2。
或计算电池电动势：
000EMF,1= EFe3?/Fe2?– EI2/I? = 0.770 – 0.535 = 0.235 V＞0
000EMF,2= EFe3?/Fe2?– EBr2/Br? = 0.770 – 1.087 = – 0.317 V＜0
000EMF,3= EFe3?/Fe2?– ECCl2/Cl? = 0.770 – 1.3583 = – 0.5883 V＜0
3+ 000由于EMF可氧化I 但不能氧化Br、Cl。 ,1＞0、EMF,2与EMF,3＜0，同样说明了Fe
－
－
－
9、（1）Fe、Ag的标准电极电势相差不大，用FeCl3时产生AgCl沉淀，大大降低了[Ag]，便于Fe3 氧
＋
＋
化Ag
（2）由于Fe(OH)3的K sp极小，Fe3一定呈强酸性，Fe(NO3)3溶液同时就是一个HNO3溶液，可参与
＋
对Ag的氧化
10、（1）从电势图可看出Br2能歧化为Br与BrO：Br2 + 2OH= Br+ BrO+ H2O；Br2作氧化剂的电极反应：Br2 + 2e= 2Br；Br2作还原剂的电极反应：Br2 + 4OH= 2BrO+ 2H2O+ 2e
Br2歧化为Br与BrO3：3Br2 + 6OH= 5Br+ BrO3+ 3H2O；Br2作氧化剂的电极反应：Br2 + 2e= 2Br
－
－
－
－
－
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－
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－
－
－
?；Br2作还原剂的电极反应；Br2 + 12OH = 2BrO3+ 6H2O + 10e
－
－
?（2）BrO 也能发生歧化反应：3BrO= 2Br+ BrO3；BrO作氧化剂的电极反应：BrO+ H2O + 2e =
－
－
－
－
－
－
?
Br+ 2OH；BrO作还原剂的电极反应：BrO + 4OH= BrO3+ 2H2O+ 4e
－
－
－
－
－
－
11、（1）2C4H10 + 13O2 = 8 CO2 + 10H2O
（2）O2 + 4e= 2O2 C4H10 + 13O2 – 26e = 4 CO2 + 5H2O 向负极移动 负极
－
－
－
－
（3）燃料电池具有较高的能量利用率。 （4）为维持电荷平衡，晶体中的O2 将减少。
－
（5）碳
12、（1）阴极：2H2O + 2e → H2 + 2OH 阳极：2I－2e → I2 2Cu + I2 → 2CuI （2）换成不易和I2反应的金属，如锡；或在电解前把铜极表面镀上锡。
?13、（1）PbO2 + Pb + 4H + 2SO24= PbSO4 + 2H2O
＋
－
－
－
－
（2）电池电压为208 V
（3）2PbSO4 + 2H2O = PbO2 + Pb + 4H + 2SO42 转换PbSO4的总量为：113 g
＋
－
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第10讲 氧化还原反应与电化学基础
