第八章 氧化还原反应与电极电位

基础化学

第八章 氧化还原反应与电极电位

一、判断题

1.已知 θFe2+/Fe=-0.41V， θAg+/Ag=0.80V， θFe3+/Fe2+=0.77V,标准状态下，上述电对中最强的氧化剂和还原剂分别是 ( )

A. Ag+,Fe2+ B. Ag+,Fe C. Fe3+,Fe D. Fe2+,Ag E. Fe3+,Fe2+

2.其他条件不变时，能使电对Cr2O72-/Cr3+ 的电极电位增大的方法是 ( )

A. 增大pH B. 降低pH C. 增大Mn2+浓度

D. 前三个都可以 E. 前三个都不对

3.下列电对中，有关离子浓度减少时，电极电位增大的是 ( )

A. Cl2/Cl- B. Sn2+/Sn C. Fe2+/Fe

D. H+/H2 E. Cu2+/Cu

4.已知 θ（Fe3+/Fe2+）= 0.77V, θ（Fe2+/Fe）= -0.41V, θ（Sn4+/Sn2+）= 0.15V, θ（Sn2+/Sn）= -0.14V,在标准状态下，下列各组物质中能共存的是 ( )

A. Fe3+，Fe B. Fe3+，Sn2+ C. Fe3+，Sn

D. Sn4+，Sn E. Sn2+，Sn

5.已知 θMnO4-/Mn2+=1.49V,若其他物质均处于标态，当pH=2时，此电对的电极电位是

( )

A. 1.30V B. 1.03V C. 1.50V D. 0.89V E.1.39V

6.已知 θ（Cl2/Cl-）= 1.36V, θ（I2/I-）= 0.535V, θ（Fe3+/Fe2+）= 0.770V, θ（Sn4+/Sn2+）= 0.15V,下列四种物质：Cl2，I2，FeCl3，SnCl4 ，在标准状态下按氧化能力由高到低的顺序排列为 ( )

A. SnCl4, I2, FeCl3, Cl2, B. Cl2, I2,SnCl4, FeCl3,

C. Cl2,FeCl3,I2,SnCl4, D. Cl2, I2,FeCl3, SnCl4,

E. FeCl3, Cl2,I2,SnCl4,

7.下列原电池的符号中，书写正确的是 ( )

A. (-) Zn|Zn2+(c)‖Cu2+(c)|Cu (+) B. (-) Zn2+(c)|Zn‖Cu2+(c)|Cu (+)

C. (-) Zn|Zn2+(c)‖Cu| Cu2+(c) (+) D. (-)Zn2+(c)|Zn‖Cu| Cu2+(c) (+)

E. (-) Zn,Zn2+(c)‖Cu2+(c),Cu (+)

基础化学

答：1B，2B，3A，4E，5A，6C，7A

二、填空题

1.对于 Mn++Xe-→M（n-x）+ 的电极反应，若加入M （n-x）+的沉淀剂或络合剂，则此电极的电极电位将 ，Mn+的氧化性将 。

2.电池反应Zn+Cu2+→Cu+Zn2+。若只增加[Zn2+]，电池的E将 ；若只增加Zn电极的表面积,电池的电动势E将 。

3.在MnO4-+8H++5e- → 2Mn2+ + 4H2O反应中，若使溶液的pH值增大，其电极电位 ，MnO 的 4

答：1.增大，增强

2.降低，不变

3.下降，氧化

三、计算题

1．设计一原电池，计算AgCl的溶度积常数Ksp，并写出原电池的组成式。

已知AgCl(s) + e-

Ag+ + e- Ag +Cl- Ag 0.223V 0.799V

2.已知下列电极反应的标准电极电位为：

Cu2＋( aq) ＋2e－ ＝ Cu( s) θ=+0.3394 V

Cu2＋( aq) ＋e－ ＝ Cu＋( aq) θ=+0.1607 V。

( 1)计算反应 Cu2＋( aq) ＋Cu( s) ＝ 2 Cu＋( aq) 的标准平衡常数Kθ; ( 2) 已知 KSP( CuCl)＝1.7×10－7，计算反应：

Cu2( aq) ＋Cu( s)＋2Cl( aq) ＝ 2 CuCl( s)的标准平衡常数。 ＋－

3. 将铜片插入盛有0.5mol·L－1CuSO4溶液的烧杯中，银片插入盛有0.5mol·L－1 AgNO3溶液的烧杯中，组成一个原电池。已知 (Ag +/Ag) = 0.7996V， (Cu 2+ /Cu) =0.3402V。

（1）写出原电池符号；

（2）写出电极反应式和电池反应式；

（3）求该电池的电动势。

基础化学

解：1.设计以银电极和氯化银电极组成的原电池

(-) Ag(s)|AgNO3（1mol·L-1）||KCl（1mol·L-1）|AgCl(s)|Ag (+) 正极反应AgCl(s)+e- → Ag +Cl- 0.223V

负极反应 Ag - e- → Ag+ 0.799V

电池反应 AgCl(s) →Ag+ + Cl- （此反应的平衡常数即为Ksp）

E

氧 还= 0.223V－0.799V＝－0.576V

lgK 1 ( 0.576)

0.05916 = lgKsp = －9.74

Ksp=1.82×10-10

2. (1)由下面两个电极反应相减得：

2Cu2＋( aq)＋2e＝2Cu＋( aq) (1) Cu2( aq)＋2e＝Cu( s） (2)

可得到 Cu2＋( aq) ＋Cu（s) ＝ 2 Cu＋（aq)

所以用(1)和(2组成电池，且其标准电池电动势为：

E θ= θ (Cu2＋/Cu＋)- θ (Cu2＋/Cu)

= 0.1607-0.3 = -0.1787V

根据公式lg Kθ = n E θ/0.05916V = -6.037，

所以，Kθ＝ 9.18×10－7

(2) 由下两个反应(3)＋(4)相加得到反应 (5)

Cu2＋( aq) ＋Cu(s) ＝2 Cu＋(aq) 2Cu＋( aq) ＋2Cl－( aq)＝2 CuCl (s)

反应 Cu2＋(aq) ＋Cu(s)＋2Cl－(aq) ＝2 CuCl(s) 所以有： K5θ = K3θ×K4θ 故该反应得标准平衡常数为 ： K＝ 9.18×10－7×(1/Ksp (CuCl) )2＝ 3.2×107

3.（1）（－）Cu | Cu 2+ (0.5 mol·L－1) || Ag + (0.5 mol·L－1) | Ag（＋）

（2） 正极反应 Ag+ + e－ Ag (3) (4) (5)

基础化学

负极反应 Cu 2+ +2e－ Cu

①×2＋②得电池反应式：2Ag+ + Cu = 2Ag + Cu 2+

（3）E = (Ag +/Ag) － (Cu 2+ /Cu)

= (Ag +/Ag) + 0.0592lg[Ag +] －（ (Cu 2+ /Cu) + 0.0592/2lg[Cu 2+]） = 0.7996 + 0.0592lg0.5－0.3402－0.0592/2 lg0.5 = 0.4505(V)