电化学原理及其应用
(习题及答案)
work Information Technology Company.2020YEAR
第六章电化学原理及其应用
一、选择题
1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是( C )
A. Br2+2e = 2Br－
B. Cl2+2e=2Cl—
C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O
D. Zn2++2e=Zn
2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为 O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（C）
A.只在酸性介质中发生
B.只在碱性介质中发生
C.无论在酸、碱性介质中都发生Ｄ.与反应方程式的书写有关
3．与下列原电池电动势无关的因素是 Zn | Zn2+‖H+，H2 | Pt （B）
A. Zn2+的浓度
B. Zn电极板的面积
C.H+的浓度
D.温度
4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应
2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为（D）kJ/mol。
A. －268.7
B. －177.8
C. －119.9
D. 119.9
5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（D）
A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4—
C. Sn4+和Fe
D. Fe2+和Sn4+
已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V
6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行
Sn4++Cu = Sn2++Cu2+
Eθ(Cu2+/Cu)=(1) , Eθ(Sn4+/Sn2+)=(2) 则有（C）
A. (1) = (2)
B. (1)＜(2)
C. (1)＞(2)
D. 都不对
二、填空题
1．将下列方程式配平
3 PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ ＝1 Cr2O72— + 3 Pb2+ + __2H+___ (酸性介质)
2 MnO2 +
3 H2O2 +__2OH-___ ＝2 MnO4— + ___4H2O______ （碱性介质）2．现有三种氧化剂Cr2O72—，H2O2，Fe3+，若要使Cl—、Br—、I—混合溶液中的I—氧化为I2，而Br-和Cl-都不发生变化，选用Fe3+最合适。
(EθCl2/Cl-=1.36V,
EθBr2/Br-=1.065V, EθI2/I-=0.535V)
3．把氧化还原反应Fe2++Ag+=Fe3++Ag设计为原电池，则正极反应为Ag++ e = Ag，负极反应为 Fe3++e= Fe2+ ，原电池符号为Pt︱
Fe3+(c1),Fe2+(c2)‖Ag+(c3)︱Ag。
4．在Ｍn++n e＝M(s)电极反应中，当加入Ｍn+的沉淀剂时，可使其电极电势值
降低，如增加Ｍ的量，则电极电势不变
5．已知EθAg+/Ag=0.800V, K sp=1.6×10—10则Eθ（AgCl/Ag）= 0.222V。
6．已知电极反应Cu2++2e=Cu的Eº为0.347Ｖ,则电极反应2Cu - 4e =2Cu2+的Eθ值为 0.347V 。
7．用氧化数法配平下列氧化还原反应。
（1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO42SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O
K2Cr2O7＋3H2S＋4H2SO4 = K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3S＋7H2O （2）FeS2＋O22O3＋SO2
4FeS2＋11O2 = 2Fe2O3＋8SO2
8．用离子-电子法配平下列氧化还原反应。
（1）MnO4-＋SO32-42-＋Mn2+ (酸介质中)
2MnO 4-＋5SO 32- +6H + = 5SO 42-＋2Mn 2+ +3H 2O
（2） NaCrO 2＋NaClO 2CrO 4＋NaCl (碱介质中)
2NaCrO 2＋3NaClO+2NaOH = 2Na 2CrO 4＋3NaCl + H 2O
三、计算题：
1．已知：Ag + ＋e = Ag E θ(Ag +/Ag) = 0.8000V 试求下列AgCl/Ag ，AgI/Ag 电对的标准电极电势E θ(AgCl/Ag)和E θ(AgI/Ag)。
并说明为什么Ag 不能从HCl 中置换出H 2，却能从HI 中置换出H 2。
K sp θ(AgCl)=1.6×10—10, K sp θ(AgI)=1.5×10—16 解：Ag + + e = Ag ......（1） AgCl + e = Ag + Cl - (2)
（2）-（1），得：AgCl = Ag + + Cl - )(2220.0)/(059.0)
/()/()(lg V Ag AgCl Ag Ag Ag AgCl AgCl K sp =-=Θ+ΘΘϕϕϕ
同理： 2Ag + 2HCl = 2AgCl + H 2 ε⊙ = φ⊙（H +/H 2）- φ⊙（AgCl/Ag ）= -0.2220V<0 所以，反应逆向自发进行。
2Ag + 2HI = 2AgI + H 2 ε⊙ = φ⊙（H +/H 2）- φ⊙（AgI/Ag ）= -0.1336V>0 所以，反应正向自发进行。
因此，Ag 不能从HCl 中置换出H 2，却能从HI 中置换出H 2。
2．将Cu 片插入0.5 mol ∙dm -3CuSO 4溶液中，Ag 片插入0.5 mol ∙dm -3AgNO 3溶液中构成原电池。
已知：E θ(Cu 2+/Cu) = 0.3419V ，E θ(Ag +/Ag) = 0.7996V 。
根据以上条件
（1）写出电池符号。
（2）写出电极反应和电池反应
)
(1336.0)/(059.0)/()/()(lg V Ag AgI Ag Ag Ag AgI AgI K sp -=-=
Θ+ΘΘϕϕϕ
（3）求电池电动势
（4）计算反应的平衡常数。
解：（1）电池符号：（-）Cu ︱Cu 2+（0.5mol·dm -3）‖Ag +（0.5mol·dm -3）︱Ag （+）
（2）正极：Ag + + e = Ag 负极：Cu 2+ + 2e = Cu
电池反应：2Ag + + Cu = 2Ag + Cu 2+
（3）
（4）
3．已知：E θ(Fe 3+/Fe 2+)= 0.771V, E θ(O 2/OH －)= 0.401V ， K sp θ(Fe(OH)3) = 2.64×10-39
K sp θ（Fe(OH)2） = 4.87×10-17。
试求:
（1）电极反应Fe(OH)3 ＋e Fe(OH)2 +OH －的标准电极电势。
（2）反应4Fe(OH)2 ＋O 2＋2H 2O
4Fe(OH)3的平衡常数。
（3）由上述结果，讨论在碱性条件下Fe(II)的稳定性。
解：（1）
)(543.010
87.41064.2lg 059.0771.0)(])([])([lg 059.0)/()()(lg 059.0)/()/())(/)((1739232323232323V H c OH Fe K OH Fe K Fe Fe Fe c Fe c Fe Fe Fe Fe OH Fe OH Fe sp sp -=⨯⨯+=•+=+==--+ΘΘ++Θ++++Θ++Θϕϕϕϕ151028.351.15059
.0)3419.07996.0(2059.0)(2lg ⨯==-⨯=-=ΘΘ-Θ+Θ
K K ϕϕ)(4488.03330.07818.0)(3330.05.0lg 2
059.03419.0)(lg 2059.0)
(7818.05.0lg 059.07996.0)(lg 059.02V V Cu c V Ag c =-=-==⨯+=+==⨯+=+=-++Θ--+Θ++ϕϕεϕϕϕϕΘΘ
（2）
（3）碱性条件下，Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定。
4．根据题意绘制Fe 、Cu 元素的电势图，并讨论：
（1）配置FeSO 4溶液时，为什么既要加酸，还要加几粒铁钉。
（2）Cu +在溶液中不稳定，易变成Cu 2+和Cu 。
解：（1）Fe Fe Fe 447.0771.023-++
加酸为了防止Fe 2+水解，加铁钉防止Fe 3+生成。
（2）Cu Cu Cu 522.0153.02++
定。
易发生歧化反应，不稳所以，
+++Θ+ΘCu Cu Cu Cu Cu )/()/(2ϕϕ。