(7) MnO4- + H2O2 + H+ → Mn2+ + O2 + H2O
①将氧化还原反应分为两个半反应，一个发生氧 化反应，另一个发生还原反应： H2O2 → O2 MnO4- + H+ → Mn2+ + H2O ②分别配平两个半反应： H2O2 - 2e- → O2 + 2H+ MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O ④确定两个半反应的得、失电子数相等，再将两个 半反应合并即可。 5H2O2 -10e-→5O2+10H+ (2e-×5=10e-) +) 2MnO4-+16H++10e-→2Mn2++8H2O (5e-×2=10e-) 2MnO4-+5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2+8H2O
大于φөFe2+/Fe = -0.440V 。根据P459附录十四可 查得： φөSO42-/H2SO3= 0.17V ， φөSn4+/Sn2+= 0.154V ，φөS/H2S = 0.141V，φөH+/H2= 0.0000V ， 等。可见，H2SO3、Sn2+、H2S和H2等均能使
Cu2+变成Cu，Ag+变成Ag，但不能使Fe2+变成
3H2S - 6e-→ 3S + 6H+ (2e-×3=6e-) +) Cr2O72-+14H++6e-→2Cr3++7H2O (6e-×1=6e-)
Cr2O72- + 3H2S + 8H+ = 2Cr3+ + 3S + 7H2O K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O
则原电池的电动势：Eө = φөCl2/Cl-- φөBr2/Br-
= 1.36- 1.07 = 0.29V
△rG = - z· E = -2×96500C· -1×0.29V -55.97 kJ · -1 < 0 mol mol
(2) I2 + Sn2+ = 2I- + Sn4+ 正极反应：I2 + 2e- = 2I-
必须小于φөCl2/Cl- = 1.36V 。根据P459附录十四
可查得：φөNO3-/NO2 = 0.80V ，φөNO3-/HNO2 = 0.94V ，φөNO3-/NO = 0.96V ，φө HNO2 / NO= 1.00V ， φөBr2/Br-= 1.07V，φөClO4-/ClO3 = 1.19V ，
①标出被氧化和被还原的元素原子的氧化数 ②确定氧化数增加或减少的数值（可采用“线桥” 来表示）
③乘以相应系数，使增、减氧化数相等
氧化数降低 3×2
+3 0 +6 -2 K2Cr2O7+ 3 H2S +H2SO4→K2SO4 + Cr2(SO4)3+ 3 S +H2O 氧化数升高 2 ×3 ④配平反应前后氧化数未发生变化的原子数。
对于电极反应2H+ + 2 e- ⇌ H2，根据能斯特 方程有：
φH+/H2 =
φө
H+/H2 -
0.0592 2
lg
pH2/pө
c2H+
0.0592 1 = - 0.163 V = 0.0000 lg 2 c2H+
解之得： cH+ = 1.76×10-3 mol· -1 L
即：溶液的 H+浓度应是1.76×10-3 mol· -1 。 L
第五章 氧化还原反应
作
业
参
考
答
案
【第2题(P120)】用氧化数法或离子电子法配平下列方
程式：
(2) K2Cr2O7+H2S+H2SO4→K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O
(7) MnO4-+H2O2+H+→Mn2++O2+H2O 【解法一：氧化数法】
(2) K2Cr2O7+H2S+H2SO4→K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O
φөSn4+/Sn2+
0.154
φөFe3+/Fe2+
0.771
φөCl2/Cl1.36
φөCu2+/Cu
0.337
φөAg+/Ag
0.799
φөFe2+/Fe
-0.440
(1) 所选择的氧化剂，其相应的电极电势必须大于
φөSn4+/Sn2+= 0.154V和φөFe3+/Fe2+ = 0.771V ，但
(1) 金属铁能置换Cu2+，而Fe3+溶液又能溶解铜。
【解释】根据对角线关系，将各标准电极电势φө按
由小到大排列后，电势表左下方的物质能和右上方
的物质发生反应。 Fe2+ + 2e- ＝ Fe φөFe2+/Fe= - 0.440V Cu2+ + 2e- ＝ Cu φөCu2+/Cu= 0.337V Fe3+ + e- ＝ Fe2+ φөFe3+ /Fe2+ = 0.771V 反应方向：Cu2+ +Fe＝Cu+Fe2+ (金属铁置换Cu2+)
电极电势/V 电极电对 电极电势/V
φөSn4+/Sn2+
0.154
φөBr2/Br1.07
φөCl2/Cl1.36
φөI2/I0.5345
φөMnO2/Mn2+
1.23
(1) Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2
正极反应：Cl2 + 2e- = 2Cl-
负极反应： 2Br- - 2e- = Br2
【第14题(P121)】对照电极电势表： (1) 选择一种合适的氧化剂，它能使Sn2+变成Sn4+， Fe2+变成Fe3+，但不能使Cl-变成Cl2 。 (2) 选择一种合适的还原剂，它能使Cu2+变成Cu， Ag+变成Ag，但不能使Fe2+变成Fe 。
【解】查表得P459附录十四得各电对的电极电势： 电极电对 电极电势/V 电极电对 电极电势/V
ө ө ө
ө
相当于非标准状态时
的φAg+/Ag，此时cAg+
与cBr –有关。
ө
φөAg+/Ag＝0.799V
∴ φөAgBr/Ag = φөAg+/Ag - 0.0592lg(1/Ksp )
= 0.799 - 0.0592lg(7.7×10-13)-1 = 0.082 V
【第24题(P122)】某根据电极电势解释下列现象：
负极反应： Sn4+ - 2e- = Sn4+
则原电池的电动势：Eө = φөI2/I-- φөSn4+/Sn2+
= 0.5345 - 0.154 = 0.3805V
△rG = - z· E = -2×96500C· -1×0.3805V F· mol
ө ө
= -73437J · -1 = -73.44 kJ · -1 < 0 mol mol
则溶液的 H+浓度应是多少?
【解】 P459附录十四得：
φөCu2+/Cu= 0.337 V， φөH+/H2 = 0.0000V
根据题意，该原电池的电动势： Eө = φөCu2+/Cu - φH+/H2 = 0.337V -φH+/H2 = 0.500 V 则：φH+/H2 = - 0.163 V
K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4＝ 2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O →K
(7) MnO4- + H2O2 + H+ → Mn2+ + O2 + H2O ①标出被氧化和被还原的元素原子的氧化数 ②确定氧化数增加或减少的数值（可采用“线桥” 来表示） ③乘以相应系数，使增、减氧化数相等 氧化数降低 5×2 +2 0 +7 -1 2 MnO4- + 5 H2O2 + H+ → 2 Mn2+ + 5 O2 + H2O 氧化数升高 1×2×5
ө
0 x = 17.783
[Fe2+] [Cd2+] =
x 0.050-x
解之得：x = 4.73×10-2 mol· -1 L
则：平衡后Cd2+的浓度为
0.050- 4.73×10-2 = 2.7×10-3 mol· -1 L
【第21题(P122)】如果下列原电池的电动势为0.500V
(298K)： Pt, H2(100kPa) | H+(? mol· -1) ‖Cu2+(1.0 mol· -1) | Cu L L
③分别配平两个半反应： H2S - 2e-→ S + 2H+ Cr2O72- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O ④确定两个半反应得、失电子数的最小公倍数，将 两个半反应分别乘以相应系数，使其得、失电子数 相等，再将两个半反应合并为一个配平的氧化还原 反应的离子方程式，最后改写成化学方程式。