习题课3 第六章
赵润 2015.5.19
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知识清单
介质 条件
一、配平氧原子的经验规则
反应方程 左边
O 原 子 数 配平时应加入物质
酸性
多 少
中性
多
少
(弱碱性)
碱性
多 少
H+ H2O HHO22HOO((弱中碱性性) )
H2O OH
式 右边
生成物
H2O H+ OH H+ H2O OH H2O
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习题解答
6-8 Calculate the potential of a cell based on the following reactions at standard conditions. (2) 2Br- + 2Fe3+ → Br2 + 2Fe2+
解： 负极
Br2 (液)+ 2eBr2 (水) + 2e-
A + (n1+n2)/2H2 = C + (n1+n2)H+ rGm3 = (n1+n2)F E3
由
rGm3 = rGm1 + rGm2
得
(n1+n2)F E3 = n1 F E1 n2 F E2
E3 = (n1 E1 +n2 E2 )/(n1+n2)
可推得：
E
n1E1
n2
E
2
ni
Ei
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化简：
3Cl2 + 6OH = ClO3 + 5Cl + 3H2O
分子反应方程式： 3Cl2 + 6NaOH = NaClO3 +5NaCl+ 3H2O
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习题解答
6-9 已知MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O Fe3+ + e- = Fe2+ 将两个半反应组成原电池，用电池符号表示该原电
n1 n2 ni
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习题解答
6-21 已知下列标准电极电势： 1.Cu2+ + 2e- = Cu E =0.337V 2.Cu2+ + e- = Cu+ E =0.153V (1)计算反应Cu + Cu2+ = 2Cu+ 的平衡常数；
池的组成。
解：
Fe3+ | Fe2+ || MnO4- | Mn2+
(-)Pt| Fe3+ (c1),Fe2+ (c2) || MnO4-(c3),Mn2+ (c4),H+(c5) |Pt(+)
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知识清单
一、原电池的电池符号表示：
Zn(s)+Cu2+ (aq) → Zn2+ (Aq)+Cu(s)
( - ) Zn | ZnSO4(c1) || CuSO4(c2) | Cu ( + ) 1.习惯上负极在左，正极在右 2.“|”表示金不属同和两溶相液间两的相相间接的触相界接面触界面
“||”表示盐桥 c 表示溶液浓度，当c=1M时可省略 另： 若有气体，气体压强p也需要列出
在用 Fe3+/Fe2+、Cl2/Cl、O2/OH等电/6
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知识清单
同一元素不同的氧化态按其氧化态从左到右由大到小排 列，并把它们相邻氧化态间在同一介质中构成的电对的 标准电极电势写在连线上，由此构成的关系图称为元素 标准电极电势图，简称元素电势图。
EA/V
Fe3+ 0.771 Fe2+ 0.440 Fe 0.036
EB/V Fe(OH)3 0.56 Fe(OH)2 0.887 Fe 0.77
2Br2Br-
正极
Fe3+ + e-
Fe2+
E =0.771V – 1.087V = -0.316V
E = 1.065V
√ E = 1.087V
E = 0.771V
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知识清单
二、标准电极电势表使用注意：
1.电极电势是强度性质物理量，不具加合性。不论半电 池反应式的系数乘或除以任何实数，E值保持不变； 2.E是水溶液系统的标准电极电势，对于非标准态， 非水溶液，不能用E比较物质的氧化还原能力。 3.即使为水溶液，还应注意介质条件、酸碱性等。 4.应注意物种聚集状态(g,l,s)及配位形式。
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例6-3 将氧化还原反应设计成原电池，写出其电池符号: 2Fe2+ (0.1M)+Cl2(100kPa)→2Fe3+ (0.1M)+2Cl-(2.0M)
解：正极 Fe2+ → Fe3+ + e负极 Cl2 + 2e- → 2Cl-
电池符号
(-) Pt | Fe3+ (0.1M), Fe2+ (0.1M) || Cl-(2.0M) | Cl2(100kPa) | Pt (+)
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知识清单
计算标准电极电势
设有如图元素电势图：
A E1 B E2 C
n1
n2
E3
n3
将这三个电对分别与氢电极组成原电池，电池反应为：
A + n1/2 H2 = B + n1H+
rGm1 = n1 F E1
B + n2/2 H2 = C + n2H+
rGm2 = n2 F E2
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例 配平反应 Cl2 + NaOH (热) NaCl + NaClO3
解： 离子反应式
Cl2 + OH Cl + ClO3
氧化半反应
Cl2+12OH=2ClO3+6H2O+10e 1
还原半反应 +) Cl2 + 2e = 2Cl
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6Cl2 + 12OH = 2ClO3 + 10Cl + 6H2O
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知识清单
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知识清单
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习题解答
6-12 根据标准电极电势计算298K时的电池电动势和电池 反应的平衡常数： (-) Sn | Sn2+ (0.05M) || H+ (1.0M) | H2 (105Pa) | Sn (+) 解：
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可用金属铂或其他惰性导体作电极。
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知识清单
常见的电极类型有以下四种： 1.金属金属离子电极，如： Zn | ZnSO4 (c) 2.气体离子电极，这类电极需要外加惰性固体导电材料, 如：Pt | Cl2 (p) | Cl- (c) 3.金属-金属难溶盐或氧化物-阴离子电极，这类是金属表 面涂以该金属的难溶盐（或氧化物），然后将它浸在与该 盐有相同阴离子的溶液中，如：Pb | PbSO4 | SO42- (c) 4.“氧化还原”电极，这类电极的组成是将惰性导电材料 （铂或石墨）放在一种溶液中，这种溶液含有同一元素不 同氧化数的两种离子,如： Pt | Fe3+ (c1), Fe2+ (c2)