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电化学基础练习题及答案

第11章氧化还原反应电化学基础一、单选题1. 下列电对中,θ值最小的是:DA: Ag+/Ag;B: AgCl/Ag;C: AgBr/Ag;D: AgI/Ag2. θ(Cu2+/Cu+)=,θ(Cu+/Cu)=,则反应2 Cu+Cu2+ + Cu的Kθ为:C A: ×10-7;B: ×1012;C: ×106;D: ×10-133. 已知θ(Cl2/ Cl-)= +,在下列电极反应中标准电极电势为+ 的电极反应是:D A:Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl-- 2e- = Cl2C:1/2 Cl2+e-=Cl- D:都是4. 下列都是常见的氧化剂,其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是:DA: K2Cr2O7 B: PbO2C: O2D: FeCl35. 下列电极反应中,有关离子浓度减小时,电极电势增大的是:BA: Sn4+ + 2e- = Sn2+ B: Cl2+2e- = 2Cl-C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H26. 为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化,最好的方法是:AA: 加入Sn 粒B:. 加Fe 屑C: 通入H2D: 均可二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”,错的填“×”)1. 在氧化还原反应中,如果两个电对的电极电势相差越大,反应就进行得越快。

×(电极电势为热力学数据,不能由此判断反应速率)2.由于θ(Cu+/Cu)= + , θ(I2/ I-)= + , 故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。

×(标态下不反应,改变浓度可反应。

)3.氢的电极电势是零。

×(标准电极电势)4.FeCl3,KMnO4和H2O2是常见的氧化剂,当溶液中[H+]增大时,它们的氧化能力都增加。

×(电对电极电势与PH无关的不变化。

)三、填空题1. 根据θ(PbO2/PbSO4) >θ(MnO4-/Mn2+) >θ(Sn4+/Sn2+),可以判断在组成电对的六种物质中,氧化性最强的是PbO2,还原性最强的是Sn2+。

2. 随着溶液的pH值增加,下列电对Cr2O72-/Cr3+、Cl2/Cl-、MnO4-/MnO42-的值将分别变大、不变、不变。

(如何变化)3. 用电对MnO4-/Mn2+,Cl2/Cl-组成的原电池,其正极反应为:MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O,,负极反应为Cl2+2e =2Cl-,电池的电动势等于,(θ(MnO4-/Mn2+)=;θ(Cl2/Cl-)=)4. 已知:Cr2O72- + Cr3+Cr2+Cr,则θ(Cr2O72- / Cr2+)= V,Cr2+能否发生歧化反应不能。

5. 用离子-电子法配平下列氧化还原反应式(1)Cr2O72-+ Fe2+→Cr3+ + Fe2+ + H2O (酸性介质)Cr2O72-+ 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(2)Mn2+ + BiO3-+ H+→MnO4-+ Bi3+ + H2O2Mn2+ + 5BiO3-+ 14H+ = 2MnO4-+ 5Bi3+ + 7H2O(3)H2O2 + MnO4-+ H+→O2 + Mn2+ + H2O5H2O2 + 2MnO4-+ 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O6. 反应2Fe3+(aq) + Cu(s) =2Fe2++ Cu2+(aq) 与Fe (s) + Cu2+ (aq) =Fe2+(aq)+ Cu (s) 均正向自发进行,在上述所有氧化剂中最强的是Fe3+,还原剂中最强的是Fe。

7. 已知θ(Cu 2+/Cu)=, K spCu(OH)2,= ×10-20, 则θ(Cu (OH)2/Cu)= V8. 根据标准电极电势表,将Hg2+、Cr2O72-、H2O2、Sn、Zn、Br-中的氧化剂、还原剂由强到弱分别排列成序:(1)氧化剂由强到弱H2O2> Cr2O72-> Hg2+;(2)还原剂由强到弱Zn > Sn > H2O2> Br-。

四、计算题1. 若下列反应在原电池中正向进行,试写出电池电动势的表示式。

(1)Fe + Cu2+ =Fe2+ + Cu Eθ= φθ+- φθ-=φθ(Cu2+/Cu) -φθ(Fe2+/Fe) = (2)Cu2+ + Ni =Cu + Ni2+ Eθ= φθ+- φθ-=φθ(Cu2+/Cu) -φθ(Ni2+/Ni) =2. 求出下列原电池的电动势,写出电池反应式,并指出正负极。

(1)Pt | Fe2+(1mol·L-1) , Fe3+·L-1) || I-mol·L-1),I2(s) | Pt解:右边为正极:I2 + 2e = 2 I-左边为负极:Fe3+ +e =Fe2+E= φ+- φ-= [φθ(I2/I-) + ] -[φθ(Fe3+/Fe2+)+ 1]=电池反应式为I2 + 2Fe2+ = 2I-+ 2Fe3+(2)Pt | Fe3+ mol·L-1),Fe2+ mol·L-1) || Mn2+ mol·L-1),H+ mol·L-1),MnO2(固)| Pt解:右边为正极:MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O 左边为负极:Fe3+ +e =Fe2+E= φ+- φ-= [φθ(MnO2/Mn2+) + 2lg]-[φθ(Fe3+/Fe2+)+ ] = > 0电池反应式为MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O3. 将铜片插入盛有·L-1CuSO4溶液的烧杯中,银片插入盛有·L-1 AgNO3溶液的烧杯中,组成一个原电池。

(1)写出电极反应式和电池反应式;(2)求该电池的电动势。

解:(1)(-)Cu | Cu2+mol·L-1) || Ag+mol·L-1) | Ag(+)正极反应Ag+ + e-= Ag 负极反应Cu 2+ +2e-=Cu电池反应式:2Ag+ + Cu = 2Ag + Cu2+(2)E = φ(Ag+/Ag)-φ(Cu2+ /Cu)= {φθ(Ag +/Ag)+[Ag +]}-{φθ(Cu2+ /Cu)-2lg[Cu2+]}= [+4. 在pH = 3和pH = 6时,KMnO4是否能氧化I-离子和Br-离子解:在酸性条件下:MnO4-+ 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O[MnO4-]=[ Mn2+]=1 mol·L-1φ(MnO4-/Mn2+)=φθ(MnO4-/Mn2+)+ 5lg[H+]8pH=3时,φ (MnO4-/Mn2+) =+5lg(10-3)8 =(V)既大于φθ(I2/I-),也大于φθ(Br2/Br-),所以既能够氧化I-,也能够氧化Br-。

PH=6时φ(MnO4-/Mn2+)=此时,φθ(MnO4-/Mn2+)>φθ(I2/I-),但φ(MnO4-/Mn2+)<φθ(Br2/Br-)∴KMnO4能氧化I-,却不能氧化Br-。

5. 已知(H3AsO4/H3AsO3)= ,(I2/I-)=,试计算下列反应:H3AsO3 + I2 + H2O =H3AsO4+ 2I-+ 2H+在298K时的平衡常数。

如果pH = 7,反应朝什么方向进行解:lg Kθ = n Eθ/ =2× / = -∴K = 由于Eθ<0 ∴此时反应逆向进行当pH=7时,[H+]=10-7,其它浓度均为1 mol·L-1E = φ (+)-φ (-)=φθ(I2/I-)-[φθ(H3AsO4/ H3AsO3) + 2lg[H+]2= --(10-7) =>0 ∴反应正向进行。

6. 已知:Fe2+ + 2e-=Fe φθ =-Fe3+ + e-= Fe 2+φθ = +该电池反应式为:3Fe2+ = Fe + 2Fe3+计算该电池的E值及电池反应的△r G m并判断反应能否正向自发进行解:Eθ =φθ(+)-φθ(-) = –= - < 0△r G mθ=-nFEθ= -2×96485×(-= > 0∴反应不能自发进行。

7. 根据下列反应组成电池,写出电池组成式,计算298K时的电动势,并判断反应自发进行的方向。

(1)2Ag(s) + Cu(NO3)2 mol·L-1) = 2AgNO3 mol·L-1) + Cu(s)(2)2Cr3+ mol·L-1) + 2Br-mol·L-1) = 2Cr 2+ (1 mol·L-1) + Br2(l)解:(1)正极:Cu2++2e- = Cu 负极:Ag+ + e- =AgE =φ(+)-φ(-) =[ + 2 ]-[+] =-(V) < 0故反应逆向自发进行。

(2)正极:Cr3++e- = Cr2+负极:Br2 + 2e- = 2Br-E =φ(+)-φ(-) =[ + 1]-[+2 lg1/] =-< 0故反应逆向自发进行。

8. 已知[Sn2+] = mol·L-1,[Pb2+] = mol·L-1(1)判断下列反应进行的方向Sn + Pb2+ = Sn2+ + Pb(2)计算上述反应的平衡常数K。

解:E =φ(-φ(-)+)={φθ(Pb2+/Pb) + 0/0592/2lg[Pb2+]}-{φθ(Sn2+/Sn)+2lg[Sn2+]}= [-+ ]-[(-+2 = > 0故反应正向进行。

(2)lgK =n Eθ/ =2× / = ∴K =9. 已知φθ(Br2/ Br-)=,φθ(IO3-,H+/I2)=(1)写出标准状态下自发进行的电池反应式;(2)若[Br-] = mol·L-1,而其它条件不变,反应将如何进行(3)若调节溶液pH = 4,其它条件不变,反应将如何进行解:(1)φθ(IO3-,H+/I2) > φθ(Br2/Br-)正极:2IO3-+ 12H+ + 10e-= I2 + 6H2O负极:Br2 + 2e-= 2Br-故电池反应为:2IO3-+ 10Br-+ 12H+ == I2 + 5Br2 + 6H2O(2)E = φ(-φ(-) = φθ(IO3-,H+/I2) -{φθ(Br2/Br-) + 2)lg1/[Br-]2}+)= -+ =-< 0故反应逆向进行。

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