普通化学习题与解答 联系客服

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负极反应:Sn?Sn2??2e?

电池总反应式:Pb2??Sn?Pb?Sn2?

原电池电动势:E????????(Pb2?/Pb)??(Sn2?/Sn) =-0.1262V-(-0.197)V=0.071V (2)当c(Sn2?)?1.00mol?dm?3;c(Pb2?)?0.100mol?dm?3时:

?(Sn2?/Sn)???(Sn2?/Sn)??0.1375V

?(Pb2?/Pb)???(Pb2?/Pb)?

??0.1262V?

0.05917Vlgc(Pb2?)/c?n0.05917Vlg0.100??0.156V2故以铅电极做原电池负极,锡电极做正极。

原电池图示为:(?)PbPb2?(0.100mol?dm?3)Sn2?(1.00mol?dm?3)Sn(?) 正极反应:Sn2??2e??Sn 负极反应:Pb?Pb2??2e?

电池总反应式:Sn2??Pb?Sn?Pb2?

原电池电动势:E????????(Sn2?/Sn)??(Pb2?/Pb) =-0.1375V-(-0.156)V=0.019V

8、求反应Zn?Fe2?(aq)?Zn2?(aq)?Fe在298.15K是的标准平衡常数。若将过

量极细的锌粉加入Fe2?溶液中,求平衡时Fe2?(aq)浓度对Zn2?(aq)浓度的比值。 解: Zn(s)?Fe2?(aq)?Zn2?(aq)?Fe(s)

??E??????????(Fe2?/Fe)???(Zn2?/Zn)

= -0.447V -(-0.7618V)=0.315V

lgK??nE?/0.05917V?2?0.315V/0.05917V?10.6

ceq(Zn2?)/c?10K?eq?4.4?10 c(Fe2?)/c??故ceq(Fe2?)/ceq(Zn2?)?1/K??2.3?10?11,反应进行得相当完全。

9、将下列反应组成原电池(温度为298.15K):

2I?(aq)?2Fe3?(aq)?I2(s)?2Fe2?(aq)

(1) 计算原电池的标准电动势; (2) 计算反应的标准摩尔吉布斯函数变; (3) 用图示表示原电池;

(4) 计算c(I?)?1.0?10?2mol?dm?3以及c(Fe3?)?c(Fe2?)/10时原电池的电动

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势。

解:(1)查阅教材附录:??(Fe3?/Fe2?)?0.771V;??(I2/I?)?0.5355V。

??E??????????(Fe3?/Fe2?)???(I2/I?)

= 0.771V - 0.5355V = 0.236V

???nFE? (2)?rGm ??2?96485C?mol?1?0.136V??45.5kJ?mol?1 (3)原电池图示:(?)PtI2I?Fe3?,Fe2?Pt(?) (4)

2????c(Fe)/c0.05917V???E?E?lg2??3??2n????c(I)/c??c(Fe)/c??20.05917V102lg?0.058V ?0.236V??222(1.0?10)10、当pH=5.00,除H?(aq)离子外,其余有关物质均处于标准条件下,下列反

应能否自发进行?试通过计算说明之。

?2MnO4(aq)?16H?(aq)?10Cl?(aq)?5Cl2(g)?2Mn2?(aq)?8H2O(l)

?(aq)?16H?(aq)?10Cl?(aq)?5Cl2(g)?2Mn2?(aq)?8H2O(l)解: 由反应2MnO4组成原电池。

?(aq)?8H?(aq)?5e??Mn2?(aq)?4H2O(l) 正极:MnO4 负极:2Cl?(aq)?Cl2(g)?2e? 当pH=5.00,其他物质均处于标准条件时:

????????c(MnO)/cc(H)/c0.05917V4?????2???2??(MnO4/Mn)??(MnO4/Mn)?lg2??5??c(Mn)/c??8?1.507V?

0.05917Vlg(10?5.00)8?1.033V5?(Cl2/Cl?)???(Cl2/Cl?)?1.358V

?/Mn2?)??(Cl2/Cl?),故该反应不能自发进行。 可见?(MnO4

11、由镍电极与标准氢电极组成原电池。若c(Ni2?)?0.0100mol?dm?3时,原电

池的电动势为0.315V,其中镍为负极,计算镍电极的标准电极电势。 解: 该原电池的图示为:

(?)NiNi2?(0.0100mol?dm?3)H?(1mol?dm?3)?H2(100kPa)Pt(?)

因为 E???(H?/H2)??(Ni2?/Ni)?0.315V 所以 ?(Ni2?/Ni)?0?0.315V??0.315V

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?(Ni2?/Ni)???(Ni2?/Ni)?0.05917V2???lg?c(Ni)/c??n??(Ni2?/Ni)??0.315V?0.05917Vlg0.0100??0.256V212、由两个氢电极:

PtH2(100kPa)H?(0.10mol?dm?3)和PtH2(100kPa)H?(xmol?dm?3)组成原电池,测得该原电池的电动势为0.016V。若后一电极作为该原电池的正极,问组成该电极的溶液中H?的浓度x的值是多少? 解:依题意,原电池应为:

(?)PtH2(100kPa)H?(0.10mol?dm?3)H?(xmol?dm?3)H2(100kPa)Pt(?)

E?????????(H?/H2)?0.05917V0.05917V??lgx2????(H?/H2)?lg(0.10)2??0.016V22??x?0.19mol?dm?3

13、判断下列氧化还原反应进行的方向(25℃的标准状态下):

(1)Ag??Fe2??Ag?Fe3?

(2)2Cr3??3I2?7H2O?Cr2O72??6I??14H? (3)Cu?2FeCl3?CuCl2?2FeCl2

解:25℃的标准状态下,查阅教材附录相关数据,得到各对电池的标准电极电势值,并对比相应标准电极电势的大小。

(1)??(Ag?/Ag)???(Fe3?/Fe2?);反应向右进行(正向自发) (2)??(Cr2O72?/Cr3?)???(I2/I?);反应向左进行(逆向自发) (3)??(Cu2?/Cu)???(Fe3?/Fe2?);反应向右进行(正向自发)

14、在pH=4.0时,下列反应能否自发进行?试通过计算说明之(除H?及OH?外,其他物质均处于标准条件下)。

(1)Cr2O72?(aq)?H?(aq)?Br?(aq)?Br2(l)?Cr3?(aq)?H2O(l)

?(aq)?H?(aq)?Cl?(aq)?Cl2(l)?Mn2?(aq)?H2O(l) (2)MnO4解: pH=4.0,其他物质均处于标准条件下:

(1)反应Cr2O72?(aq)?H?(aq)?Br?(aq)?Br2(l)?Cr3?(aq)?H2O(l)组成原电池:

正极:Cr2O72??14H??6e??2Cr3??7H2O

2????????c(CrO)/cc(H)/c0.05917V27????2?3??2?3??(Cr2O7/Cr)??(Cr2O7/Cr)?lg23??6??c(Cr)/c??负极:

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2Br??Br2?2e?

?1.232V?0.05917Vlg(10?4.0)14?0.680V6?(Br2/Br?)???(Br2/Br?)?1.066V

因??(Cr2O72?/Cr3?)???(Br2/Br?),故正反应不能自发进行。

?(aq)?H?(aq)?Cl?(aq)?Cl2(l)?Mn2?(aq)?H2O(l)组成原电池:(2)反应MnO4

??8H??5e??Mn2??4H2O 正极:MnO4负极:2Cl??Cl2?2e?

??? ?8???c(MnO)/cc(H)/c?0.05917V?4????2???2??(MnO4/Mn)??(MnO4/Mn)?lg2??5??c(Mn)/c??

?1.507V?0.05917Vlg(10?4.0)8?1.128V5?(Cl2/Cl?)???(Cl2/Cl?)?1.358V

?/Mn2?)???(Cl2/Cl?),故正反应不能自发进行。 因??(MnO4

15、计算下列反应的标准平衡常数和所组成的原电池的标准电动势。

解:

1Fe3?(aq)?I?(aq)?Fe2?(aq)?I2(s)2又当等体积的2mol?dm?3Fe3?和2mol?dm?3I?溶液混合后,会产生什么现象?

1Fe3?(aq)?I?(aq)?Fe2?(aq)?I2(s)2??E??????????(Fe3?/Fe2?)???(I2/I?)

= 0.771V - 0.5355V = 0.236V

lgK??nE?/0.05917V?1?0.236V/0.05917V?3.99

K??9.8?103

当量溶液等体积混合后,离子浓度均变为1mol?dm?3,据上述计算,E?0,反应正向进行,溶液由浅黄色转变为棕黄色,并(或)由紫黑色碘沉淀析出。

16、由标准钴电极(Co2?/Co)与标准氯电极组成原电池,测得其电动势为1.64V,

此时钴电极为负极。已知??(Cl2/Cl?)?1.36V,问: (1)标准钴电极的电极电势为多少?(不查表) (2)此电池反应的方向如何?

(3)当氯气的压力增大或减小时,原电池的电动势将发生怎样的变化? (4)当Co2?的浓度降低到0.010mol?dm?3,原电池的电动势将如何变化?数值

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