普通化学课件地质工程第章学习指导书

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1、第5章 氧化还原反应与电化学重点内容提要一、氧化还原反应与原电池1.基本概念：氧化、还原、氧化态、还原态 、被氧化、被还原、氧化剂、还原剂；2.原电池与电解池（1）原电池的两个组成部分：两个电极与电解质溶液；（2）氧化还原电对：氧化态/还原态，即Ox/Red；一般价态高为氧化态，而价态低为还原态；（3）常见的三类电极 第一类电极：金属电极与气体电极（隋性导电材料为电极材料）；第二类电极：金属与其难溶盐或难溶氧化物电极；第三类电极：氧化还原电极，隋性导电材料为电极材料；（4）原电池与电解池区别：能量转变形式与导致电极电势高低的因素不同； 3.原电池表示法 原电池符号书写方法：（1） 用化学式表明

2、物质，并注明物态；（2）界面用“|”表示、盐桥用“”表示，各化学式及符合的排列顺序要真实反映电池中各种物质的接触顺序；（3） 溶液表明浓度、气体注明压力；（4） 负极在左，正极在右。 4.原电池的半反应式与氧化还原方程式的配平 （1）原电池的半反应电极反应 不同电极构成的原电池有不同的电极反应；如该电极在原电池中作正极，则该电极反应与三类电极的电极反应相同，如该电极作负极，则是三类电极反应的逆反应。 （2）离子-电子法（半反应法）配平氧化还原反应方程式方法： 步骤:（a）以离子的形式表示出反应物和氧化还原产物；（b） 把一个氧化还原反应拆分成两个半反应，一个表示氧化剂的被还原，另一个表示还原剂

3、的被氧化；（c）配平每个半反应式，使两边的各种元素原子总数和电荷总数均相等；（d）按氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数必须相等的原则，将两个半反应各乘以适当的系数，使得失电子数相等， 然后合并两个半反应。 二、电极电势与电池电动势1.电极电势与原电池电动势产生原因：扩散双电层理论：电极产生原因；电池电动势：是指电池正负电极之间的平衡电势差，即在没有电流通过时的两电极之间的电势差，通常用 E 表示 ：E= E(+)- E (-)2.电极电势的确定和标准电极电势（1）标准氢电极与标准氢电极电势：（2）任意电极电势数值与符号确定电极电势数值的确定:待测电极与标准氢电极构成原电池，所测得电极电势即可待

4、电极电势，其中待测电极处于标准态时，所测得电极电势为标准电极电势。标准电极电势符号的确定:电极电势比标准氢电极电势高为正，低为负值。（3）参比电极甘汞电极:甘汞电极的电极电势与KCl浓度的关系3.影响电极电势与原电池电动势的因素能斯特方程 （1） 原电池电动势对于原电池中进行电池反应： a A + b B gG + hH其中 为反应商；25时：（2） 电极电势对于电极电势来说，也有能斯特方程，只不过两者区别在于E与E(Ox/Red) ，前者为原电池电动势，后者为电极电势。对于电极反应： a Ox + ne bRed E(Ox/Red) 有：25时： 三、原电池热力学及电极电势和原电池电动势应用

5、1原电池热力学（1） 原电池电动势与反应的吉布斯函数变若反应物和产物均处于标准态：2. 标准电池电动势与氧化还原平衡在原电池中进行的氧化还原反应平衡标准常数与原电池标准电动势之间：E=RTlg K/nF 25时 lg K =nFE/ 0.05923.电极电势的应用（1）装置原电池并由标准电极电势计算反应的热力学函数的变化。 （2）氧化还原反应方向的判断原电池中，电极电势高的电对总是做原电池的正极，电极电势低的电对总是做原电池的负极。若E0，则正向反应自发进行若E=0，则反应处于平衡状态若E0，则正向反应不能自发进行，逆向反应可自发进行若原电池反应在标准态下进行，则直接用E的正负来判断反应方向。

6、实际存在的原电池，其E永远大于0，而E E（Fe3+/Fe2+）， 加氨水前所构成的原电池以Pt|Fe3+(c1)|Fe2+(c2)为负极，而Ag+(c3)|Ag(s)（+）为正极电池反应为Ag+ + Fe2+ =Ag + Fe3+向Ag半电池中加入氨水后发生如下反应：此时因E（Fe3+/Fe2+） E (Ag+/Ag) 此时Ag为负极，原电池的正负极因Ag极加入氨水而变换；【例5-7】 已知E（Cr2O72-/Cr3+）=1.232V，E（Cl2/Cl-）=1.359V ，（1）计算反应 Cr2O72- + 14HCl = 2KCl+3Cl2+ 2CrCl3 + 7H2O 在常温下的K=？（

7、2）若溶液中，P（Cl2）=100kPa，在常温下HCl浓度至少为多少时才能使反应向右？（设HCl完全解离）解：(1) 因 LgK=nE/0.059=-12.92 故 K=1.2210-13（2）电池反应：若反应向右进行，则需使E0；则0因 即盐酸完全解离，因此得故CHCl4.42mol/L 即HCl浓度至少为4. 42mol/L时才能使反应向中进行。【例5-8】 已知电极反应 NO3- + 4H+ +3e =NO + 2H2O E=0.96VS + 2H+ + 2e= H2S E=0.14VKspCuS=6.310-36，H2S：Ka1=1.0710-7，Ka2=1.2610-13（1）通过

8、计算说明CuS不溶于HCl溶液而溶于HNO3；（2）求CuS溶于HNO3溶液的反应平衡常数？解 （1）设1L酸溶液中含有0.1molCuS若CuS溶于HCl溶液，反应为CuS+2H+=Cu2+ H2S 如完全溶解后CH+为xmol/L,代入上式得出 x=4.63106mol/L即HCl浓度需4.63106mol/L时才能完全溶解，而此浓度如此之大是不可能的；（2）CuS溶于HNO3溶液反应为：3CuS + 2NO3- + 8H+= 2NO + 3S + 3Cu2+ + 4H2O 平衡常数K上述反应可由下列三反应相加得来：2NO3- + 2H+ + 3H2S= 2NO + 3S + 4H2O （

9、1） 平衡常数K1可通过设计一原电池的E来求；lgK1=,K1=1.2810833S2-+ 6H+=3H2S （2） K2=410593CuS=3S2-+ 3Cu2+ （3) K3=2.510-106总反应平衡常数K=K1K2 K3=1.311037【例5-9】 现有原电池Pt , Fe(OH)3 , Fe(OH)2|OH-|OH-,H2O|H2 , Pt其中=0.1mol/L，=100kPa；已知=0.771V，KspFe(OH)3=2.7910-39，KspFe(OH)2=4.8710-17（1）计算原电池中相应电极反应的电势值，并确定原电池的正负极；（2）写出原电池反应，并计算该反应的平

10、衡常数及rGm(298K)；（3）欲改变上述电池的方向，在其它条件不变情况下，两个半电池中OH-离子浓度比值应在何范围？解：（1）负极电极电势因=1.0mol/L，则，得出正极电极电动势：电极反应：2H2O+2e=H2+2OH-因：所以左半电池为正极，而右半电池为负极，与上述电池符号书写正好相反！即为：（-）Pt , H2|H2O, OH- |OH-|Fe(OH)3 , Fe(OH)2|Pt（+）（2)原电池反应： 2Fe(OH)3 + H2=2Fe(OH)2 + 2H2O(3)欲改变电池的方向，应该满足条件，即整理得出：思考题与习题思考题1.什么叫原电池？它由哪几部分组成？如何用符号表示一个

11、原电池？答：将化学能转化为电能的装置，它是两个电极与电解质溶液构成；将发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边；按原电池中各种物质实际接触顺序用化学式从左到右依次排列，并列出各个物质的组成及聚集状态（气、液、固），溶液应注明浓度，气体则应标明分压；用“|”表示不同相之间的界面，用“|”表示由盐桥联结着两种不同的溶液。2.离子-电子法配平氧化还原反应方程式的原则是什么？有什么步骤？答：以离子的形式表示出反应物和氧化还原产物；把一个氧化还原反应拆分成两个半反应，一个表示氧化剂被还原，另一个表示还原剂被氧化；分别配平每个半反应式，使两边的各种元素原子总数和电荷总数均相等；按氧化剂得电子

12、总数和还原剂失电子总数必须相等的原则将两个半反应式各乘以适当的系数，使得失电子数相等，然后合并两个半反应即得总反应方程式。3.电极有哪几种类型？请各举出一例。答：三种类型电极：第一类电极金属电极或气体电极，如：Zn(s)|Zn2+(C1)；Pt|H2(P1) |H+(C1)；第二类电极难溶盐或难溶氧化物电极，如：Ag |AgI（s）| I -（c1）；第三类氧化还原电极 ，如：Fe3+（c1），Fe2+ （c2）| Pt；4.何谓电极电势？何谓标准电极电势？标准电极电势的数值是怎样确定的？其符号和数值大小有什么物理意义？答：在电极上由于溶解与沉积速度不同，在电极表面形成的双电层，它们之间的电势

13、差就是电极的电极电势；如组成电极的各物质均处于标准态，即溶液浓度为1moldm-3、气体压力为标准压力100kPa，或纯固态及液态物质，这时电极电势称为标准电极电势；将待测电极与标准电极组成原电池，测定此原电池的电动势，即可确定该电极的电势；正负值是相对于标准氢电极为零而言的，如为正值，说明比标准氢电极电势高，即与标准氢电极构成原电池时，该电极为正极，而为负值则说明比标准氢电极电势低，即与标准氢电极构成原电池时该电极为负极；5.举例说明什么是参比电极。是不是所有参比电极的电极电势均为零伏？答：在实际测定中，由于控制标准氢电极的条件十分严格，使用不方便，常采用某些电极电势非常稳定、且使用非常方便

14、的参比电极代替标准氢电极进行测定，如Cl -(c)| Hg2Cl2(s)|Hg(l)；所有参比电极的电极电势并不是均为零伏；6.原电池反应书写形式不同是否会影响该原电池的电动势和反应的标准吉布斯函数变值？答：对原电池电动势不会产生影响，但会对原电池反应的标准吉布斯函数变产生影响，因原电池书写形式不同，得失电子数不同，在能斯特方程中得失电子与对数的浓度方次抵消，但原电池反应的标准吉布斯函数变则与得失电子数成正比。7.怎样判断氧化剂和还原剂的氧化、还原能力的大小？为什么许多物质的氧化还原能力和溶液的酸碱性有关？答：一个氧化还原电对的（实际）电极电势值（代数值）越大，则其氧化态的氧化能力越强；反之，

15、则还原态的还原能力越强，电极电势较大的电对中氧化态物质可以氧化电极电势较小的还原态物质。8.根据标准电极电势值，判断下列各种物质哪些是氧化剂？哪些是还原剂？并排出它们氧化能力和还原能力的大小顺序。Fe2+，MnO4，Cl，S2O82-，Cu2+，Sn2+，Fe3+，Zn答：氧化剂：Fe3+，MnO4，Cu2+，还原剂：Zn，Fe2+，Cl，Sn2+氧化能力从强到弱顺序：S2O82-MnO4 Fe3+ Cu2+还原能力从强到弱顺序：Zn Sn2+ Fe2+ Cl-9.什么是分解电压？为什么实际分解电压总要比理论分解电压高？答：电解过程中，是使电解质在两极不断地进行分解所需的最小外加电压，称为分解

16、电压；实际分解电压总要比理论分解电压高的原因：一是因为导线、接触点以及电解质溶液都有一定的电阻，都将产生相应的电压降。另一方面，在计算E理论时，电极反应均达到平衡状态，而实际电解过程中有电流通过电解池时，由于溶液中离子的扩散速度比较慢，或因电极反应速度比较慢，使得电极反应不能随时达到平衡，而导致实际电极电势对平衡电极电势的偏离，偏离结果，使实际分解电压高理论分解电压。10.用标准电极电势的概念解释下列现象：（1）在Sn2+盐溶液中加入锡能防止Sn2+被氧化；（2）加入FeSO4，使K2Cr2O7溶液的黄色褪去。答：（1）因，说明Sn比Sn2+更易被氧化；（2）因，因此，K2Cr2O7溶液氧化F

17、e SO4，从而使K2Cr2O7溶液的黄色褪去。11.常见的化学电源有哪几种类型？写出铅蓄电池放电及充电时的两极反应。答：一次性电池、二次性电池和燃料电池；放电时，蓄电池起原电池作用，负极 Pb + SO42-PbSO4 +2e- 正极 PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e-PbSO4 + 2H2O 净反应 Pb +PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O充电时，蓄电池起着电解池的作用，负极 PbSO4 +2e- Pb + SO42- 正极 PbSO4 + 2H2O PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e- 净反应 2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 +

18、 2H2SO412.金属电化学腐蚀的特点是什么？防止或延缓腐蚀的方法有哪些？答：金属的电化学腐蚀，其特点是形成了腐蚀电池。金属在潮湿大气中的腐蚀，在土壤及海水中的腐蚀和在电解质溶液中的腐蚀都是由于形成腐蚀电池而发生的电化学腐蚀。腐蚀电池可分为析氢腐蚀、吸氧腐蚀和差异充气腐蚀。方法有：正确选用金属材料，合理设计金属结构 、 电化学保护法、覆盖层保护法、缓蚀剂法。13.为了防止铁生锈，分别电镀上一层锌和一层锡，两者的防腐效果是否一样？答：防腐效果是不一样的，电镀一层锌镀层比铁活泼，一旦形成腐蚀电池，Zn为阳极，Fe为阴极，镀层Zn仍有保护作用；如果镀Sn，则Fe为阳极，Sn为阴极，Fe将被腐蚀得更

19、快，但是，Sn2+常与有机酸形成配离子，使其电势变得比Fe还低，从而也起到保护作用。14.解释或回答下列问题：（1）含杂质主要为Cu、Fe的粗锌比纯锌更容易在硫酸中溶解。（2）在水面附近的金属比在水中的金属更易腐蚀。（3）铜制水龙头与铁制水管组合，什么部位易遭腐蚀？为什么？答（1）由于Zn比Cu、Fe活泼，含有它们时Zn与Fe、Cu形成微形原电池，从而加速Zn腐蚀；（2）因水面附近金属因水面上与下氧气浓度不同，易形成差异充气腐蚀，从而更易腐蚀；（3）接触处更易腐蚀，由于二者活泼性不同在接触处易形成微原电池进行腐蚀。15.在一磨光的铁片上，滴上一滴含有少量酚酞的K3Fe(CN)6和NaCl溶液，

20、十几分钟后有何现象？试解释之。答：由于氧气浓度不同而形成电池，边缘：p(O2)高，E 大，为正极 O2 + 2H2O + 4e = 4OH- 中心：p (O2)低，E 小，为负极 Zn = Zn2+ + 2e水滴中部的锌因溶解而腐蚀。习 题1.是非题（对的在括号内填“”号，错的填“”号）(1)在判断原电池正负极时，电极电势代数值大的电对做原电池正极，电极电势代数值小的电对做原电池的负极。 ( )答：正确(2)在书写电池半反应时，可以有多种书写形式，如 Ag2S + 2e-2Ag + S2- 1/2 Ag2S + e-Ag + 1/2 S2- 2Ag + S2-Ag2S + 2e- Ag + 1

21、/2 S2-1/2 Ag2S + e- 无论采用何种形式，只要电极反应的条件相同，上述各电极反应的电势值均相同。 （ ）答：正确(3)能组成原电池的反应都是氧化还原反应。 （ ）答：错误，因许多在原电池进行的反应并非是氧化还原反应，如浓差电池、酸碱反应电池、难溶电解质与配离子的电离与沉淀电池、弱酸碱的解离电池等；(4)若将氢电极置于pH = 7 的溶液中（pH2= 100 kPa），此时氢电极的电势值为0.414 V。 （ ）答：错误，只有温度确定才能具体计算出电势值，即温度在298K才能与0.414 V相符。(5)金属铁可以置换Cu2+离子，所以FeCl3溶液不能与金属铜反应。 （ ）答：错

22、误，金属铁可以置换Cu2+离子，生成的不是Fe3+而是Fe2+；(6)对于浓差电池（-）Ag| AgNO3(aq, c1) AgNO3(aq, c2)| Ag (+)，据能斯特方程式可知c2c1。 （ ）答：正确；(7)金属表面因O2分布不均匀遭受腐蚀时，腐蚀是发生在O2浓度较大的部位。 （ ）答：错误，因O2浓度不同形成的差异充气腐蚀，其中O2浓度低的为负极，而腐蚀。(8)海水中发生的腐蚀是典型的析氢腐蚀。 （ ）答：错误，因析氢腐蚀一般是在酸性环境条件下发生。2.选择题（选择正确的答案，将其代号填入空格）（1）对于原电池(-) Fe| Fe2+ Cu2+ |Cu (+), 随反应的进行，电

23、动势将 。(A)变大 (B)变小 (C)不变 (D)等于零答：正确答案为B，因，随反应进行Fe2+浓度增加，而Cu2+浓度降低；（2）20000C 的电量相当于 法拉第的电量。(A)0.0207 (B)2.071020 (C)0.207 (D)2.07答：正确答案为C，20000C 的电量等于20000/96485=0.207；（3）下列两反应在标准态时均能正向进行_ 。Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O2Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+其中最强氧化剂和最强还原剂分别为 。 (A)Cr2O72-，Sn2+ (B)Cr3

24、+，Sn4+ (C)Cr2O72-，Fe2+ (D)Fe3+，Sn2+答：正确答案为A，四个答案中根据电极电势大小，大的氧化性强，小的还原性强，最强氧化剂是Cr2O72-，最强还原剂是Sn2+。（4） 已知电极反应 ClO3 + 6H+ + 6e-= Cl + 3H2O 的= 839.6 kJmol-1，则Ey(ClO3/ Cl)值为 。(A)1.45 V (B)0.73 V (C)2.90 V (D)1.45 V答：正确答案为A，根据=-nFE 计算。（5）将下列电极反应中有关离子浓度减小一半，而E 值增加的是 。 (A)Cu2+ + 2e- = Cu (B)I2 + 2e- = 2I(C)

25、2H+ + 2e- = H2 (D)Fe3+ + e- = Fe2+答：正确答案为B，因，其中（A）Q=1/CCu2+，（B）Q=CI-2，（C）Q=，（D）Q=，将Q各值代入E表达式比较即可。（6）有一个原电池由两个氢电极组成，其中有一个标准氢电极，为得到最大电动势，另一个电极浸入的酸性溶液设p（H2）=100 kPa应为 。(A)0.1 mol dm-3 HCl (B)0.1 mol dm-3 HAc(C)0.1 mol dm-3 H3PO4 (D)0.1mol dm-3 HAc +0.1 mol dm-3 NaAc答：正确答案为D，原电池电动势E=-，H+浓度与1mol/L相差愈大，则E

26、愈大。（7）已知某氧化还原反应的、Ky、Ey，下列对三者值判断合理的一组是 。(A)0，E y0，Ky1 (B)0，Ey0，Ky1(C)0，Ey0，Ky1 (D)0，Ey0，Ky1答：正确答案为C，因氧化还原反应能正向发生，只有0，Ey0，而，所以Ky1。（8）暴露于潮湿的大气中的钢铁，其腐蚀主要是 。 (A)化学腐蚀 (B)吸氧腐蚀 (C)析氢腐蚀 (D)阳极产生CO2的腐蚀答：正确答案为B。（9）电解时，在阳极上首先发生氧化作用而放电的是 。 (A)标准还原电极电势最大者 (B)标准还原电极电势最小者(C)考虑极化后，实际还原电极电势最大者(D)考虑极化后，实际还原电极电势最小者答：正确答

27、案为D。在电解过程比较得失电子肯定需考虑极化作用，然后在阳极上发生失电子首先是电极电势小的。3.用离子-电子法配平下列方程式（必要时添加反应介质）。（1）K2MnO4 + K2SO3 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O（2）NaBiO3 (s) + MnSO4 + HNO3 HMnO4 + Bi(NO3)3 + Na2SO4 + NaNO3 + H2O（3）Zn + NO3 + H+Zn2+ + NH4+ + H2O（4）Ag + NO3 + H+ Ag+ + NO + H2O（5）Al + NO3 + OH + H2O Al(OH)4 + NH3答：略4.根据下列反应设计

28、原电池，用电池符号表示，并写出对应的半反应式。（1）2Ag+ + Cu (s) 2Ag (s) + Cu2+（2）Pb2+ + Cu (s) + S2- Pb (s) + CuS（3）Pb (s) + 2H+ + 2ClPbCl2 (s) + H2 (g)解：（1）（-）Cu | Cu 2+ (C1) Ag+ (C2) | Ag（+）半反应分别为：Cu=Cu2+2e和Ag+e=Ag；（2）（-）Cu|CuS（s）|S2- (C1) Pb2+ (C2)|Pb（+）半反应分别为：Cu+S2-=CuS+2e和Pb2+2e=Pb；(3) （-）Pb | PbCl2（s）|Cl- (C1) H+ (C2

29、) |H2,Pt（+）半反应分别为：Pb+2Cl-=PbCl2+2e和2H+2e=H2；5.指出下列原电池反应的正负极，写出电极反应和电池反应，并计算25时原电池的电动势。（1）Cu | Cu 2+ (1 mol dm3) Zn 2+ (0.001 mol dm3) | Zn（2）Hg，Hg2Cl2| Cl(0.1 mol dm3) H +(1 mol dm3) | H2（pH2 = 100 kPa）| Pt（3）Pt | Fe2+(0.1moldm3)，Fe3+(1.0moldm3) MnO4(0.1 mol dm-3)，H+（0.1 mol dm-3)，Mn2+（0.1 mol dm-3）

30、| Pt（4）Pb | Pb 2+ (0.1 mol dm-3) S 2-(0.1 mol dm-3) | CuS，Cu解：（1）E=E(+)-E(-)=0.3311(V)因此，Cu极为负极，而Zn极为正极；负极反应：Cu=Cu2+2e；正极反应：Zn2+2e=Zn电池反应：Cu+Zn2+（0.001mol/L）=Cu2+(1mol/L）+Zn。（2）说明标准氢电极为负极，而甘汞为正极E=E(+)-E(-)=0.2209(V)负极反应：H2= 2H+ + 2e；正极反应：Hg2Cl2 + 2e=2Hg + 2Cl-电池反应：H2 + Hg2Cl2= 2H+ + 2Hg + 2Cl-。（3）E=

31、E(+)-E(-)=0.7718(V)因此，Fe3+/Fe2+电极为负极，而MnO4-/Mn2+电极为正极；负极反应：Fe2+=Fe3+e；正极反应：MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O电池反应：5Fe2+ MnO4-+8H+= Fe3+ Mn2+4H2O。（4）说明Pb电极为负极，而铜电极为正极，E=E(+)-E(-)=1.4716(V)负极反应：Pb=Pb2+2e；正极反应：CuS + 2e=Cu + S2-电池反应：Pb + CuS=Cu + Pbg + S2-。6.由标准氢电极和镍电极组成原电池。若c (Ni2+) = 0.010 mol dm3时，电池的电动势为0.2955 V，

32、其中镍为负极，计算镍电极的标准电极电势。解：得出，又因：得：=0.2363V7.试判断下列反应能否按指定方向进行。（1）Fe 2+ + Cu2+Cu (s) + Fe 3+，参加反应的各离子浓度均为 1 mol dm3（2）2Br + Cu2+Cu (s) + Br2（l），其中，c(Br) = 1.0 mol dm-3； c(Cu2+) = 0.1 mol dm-3解：（1）因各离子浓度为1mol/L,，Cu电极应该作负极，但实际上述反应Cu为正极，说明上述反应不能按指定方向进行；（2）因,说明Cu电极作负极，因此上述反应不能按指定方向进行。8.在298.15K时，有下列反应H3AsO4 +

33、 2I + 2H+ = H3AsO3 + I2 + H2O（1）计算由该反应组成的原电池的标准电池电动势。（2）计算该反应的标准摩尔吉布斯函数变，并指出在标准态时该反应能否自发进行。（3）若溶液的pH =7，而c (H3AsO4) = c (H3AsO3) = c (I) = 1 mol dm-3，则该反应的rGm是多少？此时反应进行的方向如何？解：（1）反应H3AsO4 + 2I + 2H+ = H3AsO3 + I2 + H2O可在原电池（-）Pt |I-(c1)，I2 H3AsO4(C2) ，H2AsO3（C3），H+| Pt（+），E=E(+)- E(-)=0.560-0.5355=0

34、.0245V；（2）=-nFE=-2964850.0245=-4727.8J/mol Cl2(g)Fe3+(aq)（b）比较三种还原剂标准电极电势大小可得出，在标准状态下还原剂依次增强顺序：Al(s) H2(g)Cu(s)13.Consider the following reactions. Are they spontaneous in the direction written,under standard conditions at 25？（a）Sn 4+ (aq) + 2Fe2+ (aq) Sn2+ (aq ) + 2Fe3+(aq)（b）4MnO4(aq) + 12H+ (aq)

35、4Mn2+ (aq ) + 5O2 + 6H2O (l)解：（a）因E(Sn4+/Sn2+)=0.151V, E(Fe3+/Fe2+)=0.771V，得出Fe3+为氧化剂，Sn2+为还原剂，因此上述反应正向不能自发进行；（b）因E(MnO4-/Mn2+)=1. 507V, E(O2/H2O，H+)=2.076V，得出O2为氧化剂，Mn2+为还原剂，因此上述反应正向能自发进行自测题一、选择题1.在碱性介质中，下列氧化还原反应方程式完全正确的是：(a)2Ag2S + 8CN- + O2 + 2H2O = 2S + 4Ag(CN) 2- + 4OH-(b) 2Ag2S + 8CN- + 2H+ =

36、2S + 4Ag(CN)2- + 2OH-(c) 2Ag2S + 4CN- + 2H2O= S+ 2Ag(CN)2- + 4OH-(d) Ag2S + 4CN- + 2H+= S + 24Ag(CN) 2- + 2OH-2.对氧化还原反应：MnO2 + 4HCl = MnCl2+ Cl2+ 2H2O 下列原电池符号书写正确的是：(a) (-)Pt,Cl2Cl-H+,Mn2+ MnO2,Mn(+) (b) (-) MnO2, Mn2+, H+Cl- Cl2,Pt (+) (c) (-)Pt, MnO2 Mn2+, H+Cl- Cl2,Pt (+) (d)(-)Pt,Cl2Cl-H+,Mn2+ M

37、nO2,Pt(+) 3.已知E0Fe3+/Fe2+=0.77V, E0I2/I-=0.54V,，则原电池反应：2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 的标准电动势值为：(a)1.00V (b)-0.23V (c)0.23V (d)-1.00V 4.下列两反应在标准态上均能正向进行，Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O,6Fe3+Sn2+=2Fe2+Sn4+,其中最强氧化剂和最强还原剂分别是：(a)Cr2O72-,Sn2+ (b)Cr2O72-/Cr3+,Sn4+/ Sn2+ (c)Fe3+,Fe2+ (d)Fe3+/Fe2+, Sn4+/ Sn2+ 5.已

38、知E0O2/H2O=1.23V，则E0O2/OH-值与下列数据最接近的是：(a)1.23V (b)0.40V (c)1.29V (d)1.02V 6.25时，原电池符号如下: (-)AgAg+(0.1mol/l)Ag+(0.5mol/l) Ag(+) 相应原电池反应平衡常数K为：(a)0 ( b)1/5 (c)5 (d) 1 7.已知在标准Ag电极中加入K2CrO4(s)，达到平衡后CrO42-=0.5mol/l，则新电极反应的标准电势与下列数据接近的是：(A) 0.454V (B) 0.091V (C) 0.622V (D) 0.445V 8.已知FeO42- + 2H2O +3e = Fe

39、O22- + 4OH-, E=0.9V，当其条件不变，pH 值降低时该电极反应的E值将： ；而E将： ； 注意E与E区别。(a)减少；(b)增大；(c)不变；(d)可能减小，也可能增大；9.已知=0.17V，=0.34V，以下两种组合均可得到反应：Cu2+Cu=2Cu+,(1) Cu2+e=Cu+, Cu+e=Cu； (2) Cu2+2e=Cu, 2Cu+2e=2Cu；对于两种不同组合而得到的上述反应，正确的判断是：(a)两种组合而得到的反应的K、 E、G均相等 (b)两种组合而得到的反应的K、G均相等 (c)两种组合而得到的反应的E均相等 (d)两种组合而得到的反应的 E、G均相等 10.下

40、列两电池反应的标准电动势分别为： E1、 E2：(1)1/2H2 + 1/2Cl2= HCl；(2) 2HCl = H2 + Cl2 ，则E1与 E2关系为：( a )E2= 2E1 ；( b) E2= -E1 ；(c) E2=- 2E1 ；(d) E2= -E1; 11.298K时，已知E1Fe3+/Fe2+=0.771V， E1Sn4+/Sn2+=0. 15V，则反应2Fe2+ + Sn4+= 2Fe3+ + Sn2+的rGm为（单位：kJ/mol）：(a)-268.7；(b)-177.8；(c)-119.9；(d) -119.9；12.如果规定标准氢电极的电极电势为1V，则可逆电极的电极

41、电势Eox/Red值和电池标准电动势E将有何变化：(a) Eox/Red和E各增加1V (b) Eox/Red和E各减小1V (c) Eox/Red增加1V，而 E不变 (d) Eox/Red减小1V，E不变 13.下列叙述中正确的是：(a) 因为是电对Ni2+2e=Ni的 E为-0.23V, 2Ni2+4e=2Ni的 E为-0.46V (b) 含氧酸根的氧化能力通常随溶液的pH值减小而增强 (c) 因为ECl2/Cl- EMnO2/Mn2+ ,所以绝对不能用MnO2与盐酸作用制取Cl2 (d) 已知EZn2+/Zn和 ECu2+/Cu 分别为：-0 .762V和0 .347V，铜锌原电池的电

42、动势大于0时，Cu2+的浓度总大于Zn2+的浓度 14.对原电池(-)ZnZn2+(C1)Ag+(C2)Ag(+)，欲使其电动势增加，可采取的措施有：(a)增加Zn2+的浓度 (b)增加Ag+的浓度 (c) 加大锌电极面积 (d) 降低Ag+的浓度 15.已知下列原电池的E=0.0296V，若原电池电动势等于0时，Fe2+和Fe3+的浓度相等，则此时Ag+浓度为：(-)PtFe2+(C1),Fe3+(C2) Ag+(C3)Ag(+) (a)3.15mol/l (b) 3.15mol/l (c) 0.1mol/l (d) 0.315mol/l 16.对于反应K2Cr2O7+6FeSO4+7H2S

43、O4=2Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O,其rGm=-nFE，式中n等于：(a) 1 (b)6 (c) 3 (d) 12 17.已知电极反应Cu2+ +2e = Cu的E为0.34V，则电极反应：2Cu-4e=2Cu2+的E值为：(a) -0.694V (b)+0.694V (c) -0.347V (d) 0.347V 18.已知：MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O， E=1.51V， MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O E=1.23V，则电对MnO4- /MnO2的E为：(a) 0.28V (b)1.7V (c) 5.05V (d) 3.28V

44、 二、是非题：1.在原电池(-)ZnZn2+ (1mol/l)Cu2+(1mol/l)Cu(+)中，单质Cu既是电子的导体，又作为原电池的电极和还原剂；2.查得=0.799V，=0.151V,因此在标准态下银可作为还原剂，与Sn4+离子反应生成Ag+和Sn2+。3.在一个能实际产生电流的原电池中，作为正极的电极反应的电势总是高于作为负极的电极反应的电势值；4.若将氢电极置于pH =7的溶液中(100kPa)，此时氢电极的电极电势值为：-0.414V；5.在书写半反应时，可以有多种书写形式，(1)Ag2S +2e= 2Ag + S2-; (2)1/2Ag2S +e=Ag + 1/2S2-；(3)

45、 2Ag + S2-= Ag2S + 2e； (4) Ag + 1/2S2- = Ag2S + e；无论采用何种形式，只要电极反应的条件相同，上述电极反应的电极电势均相同；6.能组成原电池的反应都是氧化还原反应；7.查得： =1.51V； =0. 7V及=1.78V；据此可判断反应： MnO4- + H2O2 + H+ = Mn2+ + O2 + H2O在标准态条件下将不能正向进行；8.在电极反应Ag+ + e = Ag中，加入少量NaI(s)，则Ag的还原性增强；9.已知电极反应：ClO- + H2O +e = 1/2Cl2 + 2OH- ， E=0.52V，当增加OH-浓度，而其它条件不变，该 电极反应的电势将增大。10.已知汞的各种电极电势：计算歧化反应Hg22+=Hg2+Hg的平衡常数为：11.实际电池的电动势总是大于0的；12.差异充气腐蚀中，氧气分压小的部位作阳极而使此处金属被腐蚀。13.无论电极电势还是原电池电动势均电极反应书写无关。自测题参考答案一、选择题1.a 2.d . 3.c 4.a 5b.6.d 7.d 8c、b. 9.b 10.b11.d 12.c 13.b 14.b 15.c16.b 17.d 18b二、判断题1. 2. 3. 4. 5.6. 7. 8. 9. 10.11. 12. 13.20