电化学基础练习题及答案.docx

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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：

D

A:

Ag+/Ag；       B:

AgCl/Ag；      C:

AgBr/Ag；   D:

AgI/Ag

2.θ（Cu2+/Cu+）=，θ（Cu+/Cu）=，则反应2Cu+

Cu2++Cu的Kθ为：

CA:

×10-7；     B:

×1012；     C:

×106；     D:

×10-13

3.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:

2Cl- -2e-=Cl2C:

 1/2Cl2+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：

D

A:

 K2Cr2O7        B:

 PbO2C:

 O2                   D:

 FeCl3

5.下列电极反应中，有关离子浓度减小时，电极电势增大的是：

B

A:

 Sn4++2e-=Sn2+                 B:

 Cl2+2e-=2Cl-

C:

 Fe-2e-=Fe2+                              D:

 2H++2e-=H2

6.为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：

A

A:

加入Sn粒    B:

.加Fe屑C:

通入H2              D:

 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= 2 Cl-   ，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++H2O  

2Mn2++5BiO3－+14H+=2MnO4－+5Bi3++7H2O

（3）H2O2+MnO4－+H+→O2+Mn2++H2O  

5H2O2+2MnO4－+6H+=5O2+2Mn2++8H2O

6.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（Cu2+/Cu）=,KspCu（OH）2,=×10-20,则θ（Cu（OH）2/Cu）=      V

8.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++CuEθ=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=2I-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++2H2O

3.将铜片插入盛有·L－1CuSO4溶液的烧杯中，银片插入盛有·L－1AgNO3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 Cu2++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+]=1mol·L－1

φ（MnO4－/Mn2+）=φθ（MnO4－/Mn2+）+5lg[H+]8

pH=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ө（H3AsO4/H3AsO3）=，ө（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：

lgKθ=nEθ/=  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1mol·L－1

E=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－=Fe2+  φθ=+

该电池反应式为：

3Fe2+=Fe+2Fe3+

计算该电池的Eө值及电池反应的△rGmө并判断反应能否正向自发进行

解：

Eθ=φθ（＋）－φθ（－）=–=-<0

            △rGmθ=－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）2mol·L－1）=2AgNO3mol·L－1）+Cu（s）

（2）2Cr3+mol·L－1）+2Br－mol·L－1）=2Cr2+（1mol·L－1）+Br2（l）

解：

（1）正极：

Cu2++2e-=Cu负极：

Ag++e-=Ag

 E=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]－[＋2lg1/]=－<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=nEθ/=  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。

（3）E=φ（＋）－φ（－）={φθ（IO3－，H+/I2）+10）lg[H+]12}－φθ（Br2/Br－）

         =－+×12/10）lg10－4=－（V）<0 

     故反应逆向进行。

10.已知锰的元素电势图为：

（1）求φθ（MnO4－/Mn2+）；

（2）确定MnO2可否发生歧化反应

（3）指出哪些物质会发生歧化反应并写出反应方程式。

解：

（1）φθ（MnO4－/Mn2＋）=+2×++/5=（V）

（2）MnO42-   MnO2   Mn3-

Eθ=φθ（右）－φθ（左）<0，MnO2不能歧化成MnO42-和Mn3+

（3）同理，MnO42-和Mn3+能发生歧化反应。

11.在298K时，测定下列电池的E=+，试求溶液的pH值。

（－）Pt，H2（100kPa）|H＋（xmol·L－1）||Cu2+（1mol·L－1）|Cu（+）

解：

正极：

Cu2++2e-=Cu负极：

2H++2e-=H2

Cu2++H2==Cu+2H+

E=φ（＋）－φ（－）=φθ（Cu2+/Cu）－{φθ（H+/H2）+2）lg[H+]2/PH2}

=φθ（Cu2+/Cu）－φθ（H+/H2）－[H+]=–[H+]

          －lg[H+]=∴pH=