第六章 电化学原理及其应用
一、选择题
1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是( C )
－—
A. Br2+2e = 2Br B. Cl2+2e=2Cl
C. MnO4+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn
2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为 O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为
—
O2- 0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（ C ）
A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生
C.无论在酸、碱性介质中都发生 Ｄ.与反应方程式的书写有关 3．与下列原电池电动势无关的因素是 Zn | Zn2+‖H+，H2 | Pt （ B ） A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积
C.H+的浓度 D.温度
4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△rGmθ为（ D ）kJ/mol。
A. －268.7 B. －177.8 C. －119.9 D. 119.9
5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（ D ）
——
A Sn2+和Hg2+ B. SO32和MnO4 C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+
—
已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4/Mn2+)=1.49V
Eθ(SO42/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V
—
6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+
Eθ(Cu2+/Cu)=(1) , Eθ(Sn4+/Sn2+)=(2) 则有（ C ） A. (1) = (2) B. (1)＜(2) C. (1)＞(2) D. 都不对
二、 填空题
1．将下列方程式配平
—
3 PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ ＝ 1 Cr2O72 + 3 Pb2+ + __2H+___ (酸性介质) 2 MnO2 + 3 H2O2 +__2OH-___ ＝ 2 MnO4 + ___4H2O______ （碱性介质）
—————
2．现有三种氧化剂Cr2O72，H2O2，Fe3+，若要使Cl、Br、I混合溶液中的I氧化为I2，而
—
Br-和Cl-都不发生变化，选用 Fe3+ 最合适。(EθCl2/Cl-=1.36V, EθBr2/Br-=1.065V, EθI2/I-=0.535V) 3．把氧化还原反应Fe2++Ag+=Fe3++Ag设计为原电池，则正极反应为 Ag++ e = Ag ，负极反应为 Fe3++e= Fe2+ ，原电池符号为 Pt︱Fe3+(c1),Fe2+(c2)‖Ag+(c3)︱Ag 。
4．在Ｍn++ne ＝M(s)电极反应中，当加入Ｍn+的沉淀剂时，可使其电极电势值 降低 ，如增加Ｍ的量，则电极电势 不变
—
5．已知EθAg+/Ag=0.800V, Ksp=1.6×1010则Eθ（AgCl/Ag）= 0.222V 。
6．已知电极反应Cu2++2e=Cu的Eo为0.347Ｖ,则电极反应2Cu - 4e =2Cu2+的Eθ值为 0.347V 。 7．用氧化数法配平下列氧化还原反应。
（1） K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4 K2SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O
K2Cr2O7＋3H2S＋4H2SO4 = K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3S＋7H2O
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（2）FeS2＋O2
Fe2O3＋SO2
4FeS2＋11O2 = 2Fe2O3＋8SO2 8．用离子-电子法配平下列氧化还原反应。
-（1）MnO4＋SO32- SO42-＋Mn2+ (酸介质中)
2MnO4-＋5SO32- +6H = 5SO42-＋2Mn2+ +3H2O （2） NaCrO2＋NaClO Na2CrO4＋NaCl (碱介质中) 2NaCrO2＋3NaClO+2NaOH = 2Na2CrO4＋3NaCl + H2O +
三、计算题：
1．已知：Ag+ ＋e = Ag Eθ(Ag+/Ag) = 0.8000V 试求下列AgCl/Ag，AgI/Ag电对的标准电极电势Eθ(AgCl/Ag)和Eθ(AgI/Ag)。并说明为什么Ag不能从HCl中置换出H2，却能从HI中置换出H2。Kspθ(AgCl)=1.6×10
—10
, Kspθ(AgI)=1.5×10
—16
解：Ag+ + e = Ag ……（1） AgCl + e = Ag + Cl- ……（2） （2）-（1），得：AgCl = Ag+ + Cl-
lgKsp(AgCl)???(AgCl/Ag)???(Ag?/Ag)0.059
??(AgCl/Ag)?0.222(V0) 同理： lgKsp(AgI)?
??(AgI/Ag)???(Ag?/Ag)0.059??(AgI/Ag)??0.1336(V)⊙
⊙
⊙
2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2 ε = φ（H+/H2）- φ（AgCl/Ag）= -0.2220V<0 所以，反应逆向自发进行。
2Ag + 2HI = 2AgI + H2 ε = φ（H+/H2）- φ（AgI/Ag）= -0.1336V>0
⊙
⊙
⊙
所以，反应正向自发进行。
因此，Ag不能从HCl中置换出H2，却能从HI中置换出H2。
2．将Cu片插入0.5 mol?dm-3CuSO4溶液中，Ag片插入0.5 mol?dm-3AgNO3溶液中构成原电池。已知：Eθ(Cu2+/Cu) = 0.3419V ，Eθ(Ag+/Ag) = 0.7996V。根据以上条件
（1）写出电池符号。 （2）写出电极反应和电池反应 （3）求电池电动势
（4）计算反应的平衡常数。
解：（1）电池符号：（-）Cu︱Cu2+（0.5mol·dm-3）‖Ag+（0.5mol·dm-3）︱Ag（+） （2）正极：Ag+ + e = Ag 负极：Cu2+ + 2e = Cu 电池反应：2Ag+ + Cu = 2Ag + Cu2+
21
（3）
???????0.059lgc(Ag?)?0.7996?0.059?lg0.5?0.7818(V)???????0.0590.059lgc(Cu2?)?0.3419??lg0.5?0.3330(V)22????????0.7818?0.3330?0.4488(V)???2(?????)2?(0.7996?0.3419) （4） lgK???15.510.0590.059
K??3.28?1015
3．已知：Eθ(Fe3+/Fe2+)= 0.771V, Eθ(O2/OH)= 0.401V， Kspθ(Fe(OH)3) = 2.64×10-39
－
Kspθ（Fe(OH)2） = 4.87×10-17。试求: （1）电极反应Fe(OH)3 ＋e
Fe(OH)2 +OH的标准电极电势。
－
（2）反应4Fe(OH)2 ＋O2＋2H2O
?4Fe(OH)3的平衡常数。
3?2??3?2?c(Fe3?)解：（1） ?(Fe(OH)3/Fe(OH)2)??(Fe/Fe)??(Fe/Fe)?0.059lgc(Fe2?)
?（3）由上述结果，讨论在碱性条件下Fe(II)的稳定性。
???(Fe3?/Fe2?)?0.059lg?Ksp[Fe(OH)3]?Ksp[Fe(OH)2]?c(H?)2.64?10?39?0.771?0.059lg??0.543(V)?174.87?10??n(?????)4?(0.401?0.543) （2） lgK???640.0590.059 K??1.0?1064 （3）碱性条件下，Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定。
4．根据题意绘制Fe、Cu元素的电势图，并讨论：
（1）配置FeSO4溶液时，为什么既要加酸，还要加几粒铁钉。
（2）Cu+在溶液中不稳定，易变成Cu2+和Cu。 解：（1）Fe3?0.771Fe2??0.447Fe
3+
加酸为了防止Fe水解，加铁钉防止Fe生成。 （2）Cu
2?2+
0.153Cu?0.522Cu
??(Cu?/Cu)???(Cu2?/Cu?)，所以Cu?易发生歧化反应，不稳定。 22
电化学原理及其应用(习题及答案)
