電化學原理及其應(yīng)用習題xz.ppt

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1 下列電極反應(yīng)中 溶液中的pH值升高 其氧化態(tài)的氧化性減小的是 A Br2 2e 2Br B Cl2 2e 2Cl C MnO4 5e 8H 2Mn2 4H2OD Zn2 2e Zn 一 選擇題 C 提示 2 與下列原電池電動勢無關(guān)的因素是Zn Zn2 H H2 Pt A Zn2 的濃度B Zn電極板的面積C H 的濃度D 溫度 B 提示 電極電勢不僅與組成電極的物質(zhì)有關(guān) 還與反應(yīng)物濃度 壓力及反應(yīng)溫度有關(guān) 3 298K時 已知 Fe3 Fe 0 771V Sn4 Sn2 0 150V 則反應(yīng)2Fe2 Sn4 2Fe3 Sn2 的 rGm 為 kJ mol A 268 7B 177 8C 119 9D 119 9 提示 D Sn4 Sn2 Fe3 Fe2 0 150 0 771 0 621V G 原電池 nF 4 判斷在酸性溶液中下列等濃度的離子哪些能共存 ASn2 和Hg2 B SO32 和MnO4 C Sn4 和FeD Fe2 和Sn4 D 提示 判斷溶液中離子共存的可能性 0說明兩離子不能共存 已知 Hg2 Hg 0 851V Sn4 Sn2 0 15V MnO4 Mn2 1 49V SO42 H2SO3 1 29V Fe2 Fe 0 44V Fe3 Fe2 0 776 例 例如 判斷在酸性水溶液中下列離子共存的可能性 Sn2 和Hg2 SO32 和MnO4 Sn2 和Fe2 解 Sn2 和Hg2 其中Hg2 只能作氧化劑 查表 Hg2 2e Hg 0 851v正極Sn2 2e Sn4 0 15v負極 正極反應(yīng) 負極反應(yīng) 電池反應(yīng) Hg2 Sn2 Hg Sn4 0 851 0 15 0 731 0 說明兩離子不能共存 Sn4 2e Sn2 中間價態(tài) 最高價態(tài)只能得電子 正極 SO32 和MnO4 其中MnO4 只能作氧化劑 MnO4 8H 5e Mn2 4H2O MnO4 Mn2 1 49V 正極反應(yīng) 2 負極反應(yīng) 5 電池反應(yīng) 2MnO4 5SO32 6H 2Mn2 5SO42 3H2O 1 49 0 20 1 29 0 Sn2 和Fe2 第一種情況 Fe2 2e Fe 0 44vSn2 2e Sn4 說明兩離子不能共存 SO32 H2O 2e SO42 2H SO42 2H 2e SO32 H2O 0 20v Sn4 2e Sn2 0 15v 正極 負極 電池反應(yīng) Fe2 Sn2 Fe Sn4 0 44 0 15 0 59 0反應(yīng)不能發(fā)生 第二種情況 Sn2 2e Sn 0 14vFe2 e Fe3 0 77v 正極反應(yīng) 負極反應(yīng) 2 電池反應(yīng) 2Fe2 Sn2 2Fe3 Sn 0 14 0 77 0 91 0反應(yīng)不能發(fā)生 兩離子能共存 兩離子能共存 Fe3 e Fe2 0 77v 5 已知下列反應(yīng)在標準狀態(tài)下逆向自發(fā)進行Sn4 Cu Sn2 Cu2 Cu2 Cu 1 Sn4 Sn2 2 則有 A 1 2 B 1 2 C 1 2 D 都不對 提示 C 正向反應(yīng)得電子正極 Sn4 Sn2 為正極逆向反應(yīng)Sn4 Sn2 為負極 逆 E E 0 Cu2 Cu Sn4 Sn2 0 1 現(xiàn)有三種氧化劑Cr2O72 H2O2 Fe3 若要使Cl Br I 混合溶液中的I 氧化為I2 而Br 和Cl 都不發(fā)生變化 選用最合適 Cl2 Cl 1 36V Br2 Br 1 065V l2 l 0 535V 提示 Fe3 0 0 Cr2O72 Cr3 1 232V H2O2 H2O 1 776V Fe3 Fe2 0 776V 大于I2小于Br和Cl 二 填空題 2 把氧化還原反應(yīng)Fe2 Ag Fe3 Ag設(shè)計為原電池 則正極反應(yīng)為 負極反應(yīng)為 原電池符號為 Ag e Ag Fe3 e Fe2 Pt Fe2 Fe3 Ag Ag 提示 利用電池符號書寫規(guī)則 3 在 n ne M s 電極反應(yīng)中 當加入 n 的沉淀劑時 可使其電極電勢值 如增加 的量 則電極電勢 降低 不變 提示 加入 n 的沉淀劑 不是加入 n 本身 所以c n 減小 聯(lián)合公式氧化型形成沉淀 降低 由于固體不寫入平衡常數(shù)表達式中 所以不影響 4 已知 Ag Ag 0 800V KspAgCl 1 6 10 10則 AgCl Ag 0 22V 提示 實際AgCl e Ag Cl 實質(zhì)Ag e Ag 例6 6 計算25 時 AgI Ag電極的標準電極電勢 已知 Ag Ag 0 7996V K sp 1 5 10 16 溶液中Ag 的濃度由 c Ag c c I c K sp確定 標準狀態(tài)下c I 1mol dm 3 氧化型形成沉淀 還原型形成沉淀 5 已知電極反應(yīng)Cu2 2e Cu的E 為0 347 則電極反應(yīng)2Cu 4e 2Cu2 的E 值為 0 347V 電極電勢 為相對值 是相對于標準氫電極而言的 與電極反應(yīng)進行的方向無關(guān) 提示 三簡答題1 電極主要有哪幾類 試各舉一例 解 金屬電極 如 Zn s Zn2 氧化 還原電極 Pt Fe2 Fe3 氣體 離子電極 Pt H2 H 金屬 金屬難溶鹽電極 Cl c AgCl s Ag s 負極失電子位于左邊 1 Fe Fe2 Cu2 Cu Fe2 2e Fe Cu2 2e Cu 2 Cu Cu2 Ag Ag Cu2 2e Cu Ag e Ag 3 Sn Sn2 H H2 Pt Sn2 2e Sn 2H 2e H2 2 下列反應(yīng)在原電池中發(fā)生 試寫出原電池符號和電極反應(yīng) 3 在酸性溶液中含有同濃度的Fe3 Cr2O72 和MnO4 當通入H2S時 還原的順序如何 寫出有關(guān)化學反應(yīng)方程式 Fe3 Fe2 0 771V Cr2O72 Cr3 1 232V MnO4 Mn2 1 507V先還原MnO4 再還原Cr2O72 最后還原Fe3 MnO4 4H2S Mn2 4S 4H2O2Fe3 H2S 2Fe2 S 2H Cr2O72 3H2S 8H 2Cr3 3S 7H2O 差值大的先被還原 大的氧化性強 先被還原 4 今有一種含有Cl Br I 三種離子的混合溶液 欲使I 氧化為I2 而又不使Cl Br 氧化 在常用的氧化劑Fe2 SO4 3和KMnO4中 選擇哪一種能符合上述要求 解 欲使I 氧化為I2 而又不使Cl Br 氧化 大于I且小于Cl Br Fe3 Fe2 0 771V I2 I 0 5355V Cl2 Cl 1 3583V Br2 Br 1 066V MnO4 Mn2 1 507V 解 MnO2 4HCl Cl2 MnCl2 2H2O MnO2 Mn2 1 224V Cl2 Cl 1 3583V MnO2 Mn2 Cl2 Cl 0 在標準狀態(tài)下不能自發(fā)進行 四計算題1 在298K時的標準狀態(tài)下 MnO2和HCl反應(yīng)能否制得Cl2 如果改用12mol L 1的濃HCl呢 設(shè)其他物質(zhì)仍處在標準態(tài) MnO2 4H 2e Mn2 2H2O 當HCl濃度為12mol L時 Cl2 2e 2Cl MnO2 Mn2 Cl2 Cl 1 3548 1 294 0 自發(fā)進行 計算298K時下列電池的電動勢及電池反應(yīng)的平衡常數(shù) 1 Zn Zn2 0 1mol L 1 Cu2 0 5mol L 1 Cu 2 Sn Sn2 0 05mol L 1 H 1mol L 1 H2 105Pa Pt 解 Zn Cu2 Zn2 Cu根據(jù)Nernst方程 2 Sn 2H Sn2 H2 K 的計算同上 K 8 83 105 解 核心電極為Ag e AgAg2C2O4 s 2Ag aq C2O42 aq 基本反應(yīng)的離子濃度為1mol l 3 已知銀電極Ag eAg標準電極電勢為0 7996V Ag2C2O4的溶度積常數(shù)為3 5 10 11 求電極Ag2C2O4 2e 2Ag C2O42 的標準電極電勢 4 將下列反應(yīng)組成原電池 寫出電池符號 根據(jù)標準電極電勢計算該電池的 計算電池反應(yīng)的 G 反應(yīng)為 Zn Ni2 Zn2 Ni 解 Ni2 Ni Zn2 Zn 0 257 0 7618 0 5048V rGm nF 2 96490 0 5048 97 42KJ mol 5由標準氫電極和鎳電極組成原電池 如當c Ni2 0 01mol L 1時 電池的電動勢為0 316V 其中Ni為負極 計算鎳電極的標準電極電勢 解 Ni H H2 Ni2