基础化学第七章 氧化还原反应习题答案_化学氧化还原反应习题

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基础化学第七章 氧化还原反应

习题答案

1.将下列氧化还原反应设计成原电池，写出电极反应及电池符号：

答：（1）Fe2+ + Ag+

电极反应：

正极：Ag+ + e-还原反应：

负极：Fe －e氧化反应

电池符号为：(－)Pt | Fe3+(c1), Fe2+(c2)|| Ag+(c3)| Ag(+)

（2）MnO4-+ 5Fe2+ + 8H+

电极反应：

正极：MnO4-+ 8H+ + 5e-+ 4H2O还原反应

负极：Fe －e氧化反应

电池符号为：(－)Pt | Fe3+2+-2+(c1), Fe(c2)|| MnO4(c3), Mn(c4)| Pt(+)2+-2+-Fe3+ + AgMn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

2．判断下列每一组中较强的氧化剂和较强的还原剂（均为标准状态）： 答：（1）强氧化剂：Br2，强还原剂：I-；（2）强氧化剂：Ag+，强还原剂：Zn；

（3）强氧化剂：Cr2O72-，强还原剂：Fe2+；（4）强氧化剂：Sn2+，强还原剂：Mg。

3．根据标准电极电势排列下列氧化剂和还原剂的强弱顺序：

答：氧化剂的氧化能力：MnO4-> Cr2O72-> Hg2+ > Fe2+ > Zn2+；

还原剂的还原能力：Sn > Fe> Ag > Cl。

4．根据φ值判断下列氧化还原反应自发进行的方向（设各物质的浓度均为1 mol·L-1）。

（1）2Ag ＋ Zn2+ Zn ＋ 2Ag+ 2+-

解：φ(Ag+/Ag)＝ 0.7996（V）φ2+/Zn)＝ －0.7618（V）

E＝ φ+－φ-

＝φ(Zn2+/Zn)－φ(Ag+/Ag)

＝ －0.7618V－0.7996V

＝－1.5614V

E，反应逆向进行。

（2）2Fe3+ ＋ 2I-I2 ＋ 2Fe2+ φ3+/ Fe2+)＝ 0.771（V）φ2/I-)＝ 0.5355（V）

E＝ φ+－φ-

＝φ(Fe3+/ Fe2+)－φ(I2/I-)

＝ 0.771V－0.5355V

＝0.2355V E > 0，反应正向进行。

5．有一含Br、I的混合液，选择一种氧化剂只氧化I为I2，而不氧化Br，问应选择FeCl3还是K2Cr2O7？

解：φ(Br2/Br-)＝1.065（V）, φ2/I-)＝0.5355（V）, φ3+/Fe2+)＝0.771（V）, φ2O72－/Cr3+)＝1.232（V）

因φ(Cr2O72－/Cr3+)＞φ(Br2/Br-)，φ(Cr2O72－/Cr3+)＞ φ(I2/I-)，Cr2O72－既能氧化Br－又能氧化I－，故K2Cr2O7不能选用。而φ2/Br-)＞ φ(Fe3+/Fe2+)＞φ2/I-)，Fe3+不能氧化Br－但能氧化I－，故应选择FeCl3作氧化剂。

6．在标准状态下，由下列电对组成电池。试确定正、负极，写出电池符号、电极反应和电池反应式，并求出电池的电动势。（1）Cu2+ / Cu+和Fe3+ / Fe2+

φ2+/ Cu+)＝ 0.153（V）φ3+/ Fe2+)＝ 0.771（V）

E＝ φ+－φ-

＝φ(Fe3+/ Fe2+)－φ(Cu2+/ Cu+)

－

－

－

－

＝ 0.771V－0.153V

＝0.618V 电极反应式：

正极：Fe3+ ＋ e-负极：Cu+ － e-电池反应：Fe3+ ＋ Cu+电池符号：

（－）Pt(s)| Cu2+ , Cu+ || Fe2+, Fe3+ | Pt(s)（＋）（2）AgCl / Ag, Cl-和Hg2+ / Hg

φ＝ 0.22233（V）φ/ Hg)＝ 0.851（V）

E＝ φ+－φ-

＝φ(Hg2+/ Hg)－ φ2+

Fe2+ ＋ Cu2+

＝ 0.851V－0.22233V

＝0.629V 电极反应式：

正极：Hg2+ ＋ 2e-负极：Ag+Cl － e电池反应：Hg2+ ＋ 2Ag+2Cl-电池符号：

（－）Ag(s)| AgCl, Cl || Hg| Hg(s)（＋）7．计算298.15 K时下列电极的电极电势：

（1）Pt(s)| Fe(0.100 mol·L),Fe(0.010 mol·L)解： Fe3+ ＋ e-

3+

2+

-2+

--

Hg ＋ AgCl

(Fe/Fe)=(Fe/Fe)+

0.771V0.830V

32θ32

0.05916V

nlg

lg

cr(Fe)cr(Fe

2

3)

0.05916V

0.1000.010

（2）Ag(s)| AgBr(s)| Br(0.100 mol·L)解： AgBr ＋ e-+Br-

--1

(AgBr/Ag)=(AgBr/Ag)+

0.07116V0.130V

θ

0.05916V

lg

lg1

1cr(Br)

0.05916V

0.100

8．浓度均为1.00 mol·L的KI与FeCl3溶液能否共存？ 解：2Fe3+ ＋ 2I-

2Fe2+ ＋ I2 E＝ φ+－φ-

＝φ(Fe3+ / Fe2+)－ φ2/ I-)

＝ 0.771V－0.5355V

＝0.2355V

E > 0，反应正向自发进行，故KI与FeCl3溶液不能共存。9．求298.15 K时反应Pb ＋ 2Ag+ 解：

lgK

θ

+

Pb2+ ＋ 2Ag的标准平衡常数。

θ

2+





n[(Ag/Ag)(Pb/Pb)]

0.05916V0.05916V

2(0.7996V0.1262V)

31.30

K1.995×1031

10．用玻璃电极与饱和甘汞电极插入pHs = 3.57的标准缓冲溶液中，组成电池，在298.15 K时测得其电动势Es = 0.0954 V。再将溶液换成未知pHx值的溶液组成电池，298.15 K时测得其电动势Ex = 0.340 V，求待测溶液的pH。

解：

11．若Pt | H2（100 kPa），胃液 || KCl（0.1 mol·L），Hg2Cl2| Hg的电动势等于0.420 V，而Pt | H2（100

kPa）H+（1.0 mol·L-1）|| KCl（0.1 mol·L-1），Hg2Cl2 | Hg的电动势等于0.334 V，求胃液的pH。解：对于电池：

Pt | H2（100 kPa）H（1.0 mol·L）|| KCl（0.1 mol·L），Hg2Cl2 | Hg E1 ＝φ+－φSHE ＝φ+ ＝－0.334（V）对于电池：

Pt | H2（100 kPa），胃液 || KCl（0.1 mol·L-1），Hg2Cl2| Hg E2 ＝φ+－φφ

待测

待测

pHx = pHs+

=3.57+=7.70

Ex-Es0.05916

0.340V-0.0954V

0.05916V

+-1-1

＝0.334－φ

待测

＝0.420（V）

＝ －0.086（V）

根据能斯特方程

待测=(H/H2)+

θ+

0.05916V

lg

cr(H)100/100

2+

0.05916VpH0.086V

pH = 1.45