中学化学竞赛试题库电极电势.docx

1、中学化学竞赛试题库电极电势中学化学竞赛试题资源库电极电势A组在碱性溶液中，溴的电势图如下：哪些离子能发生歧化反应？并写出有关歧化反应的离子方程式？在碱性溶液中，溴的电势图如下：问哪些离子能发生歧化反应？并写出有关的电极反应和歧化反应的离子反应方程式。有一批做过银镜反应实验的试管要洗涤，可用铁盐溶液来做洗涤剂。实验室中可选用的铁盐溶液有FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3（三种溶液中Fe3相等）。甲同学认为三种溶液中FeCl3洗银效果最好，乙同学则认为 Fe(NO3)3效果最好，两人都提出了各自合理的判断依据（结果如何当然还要看哪一个理由在实际过程中的效果）。能够查到的数据有：Fe和

2、Ag的标准电极电势，Fe3/Fe20.77V，Ag/Ag0.80V；Fe(OH)3的溶度积，Ksp21039（1）甲的判断依据是 ；（2）乙的判断依据是 。气态废弃物中的硫化氢可用下法转化为可利用的硫：配制一份电解质溶液，主要成分为：K4Fe(CN)6（200g/L）和KHCO3（60g/L)；通电电解，控制电解池的电流密度和槽电压，通入H2S气体。写出相应的反应式。已知： (Fe(CN)63/Fe(CN)64)0.35V； KHCO3溶液中的(H/H2)0.5V；(S/S2)0.3VB组求右边电池的电动势：Pt | H2（1.0atm）| H（1.0mol/L）| Hg22（0.10mol/

3、L）| Hg一块铜板被等分成Cu（）、Cu（）两块。Cu（）经锤打，从而引起Cu（）和Cu（）性质的差异。（1）用Cu（）、Cu（）设计一电池：Cu（）| CuSO4（aq）| Cu（）。电池电动势用ERL表达。R和L分别为右、左半电池的电极电势。请在答卷上选择正确的E值，并给出选择的热力学判据。（2）写出净电池反应式。试用原电池符号表示当以1mol/L盐酸为电解质，pH2101.325kPa时，反应1/2H2（g）AgCl（s）Ag（s）HCl（aq）所构成的原电池，并计算出298K时的热力学平衡常数K的常用对数值。已知：A（H/H2）0.00V，A（AgCl/Ag，Cl）0.222V奥格（

4、Ogg）对下述电池：Hg（l）|硝酸亚汞（m1），HNO3（0.1Jmol1）|硝酸亚汞（m2），HNO3（0.1Jmol1）|Hg（l）在298K维持m2m110的情形下进行了一系列测定，求得电动势的平均值为0.029V，试根据这些数据确定亚汞离子在溶液中是Hg22还是Hg。用铂作阳极，石墨作阴极，电解浓度为0.500mol/L的Na2SO4水溶液。已知在阴极是H放电生成H2；E S2O82/ SO422.06V；半反应O22H2O4e4OH的E 0.401V。在电流密度为100mA/cm2时，氧化铂上的超电压为0.638V，氧气的分压为1.01105Pa。通过计算判断阳极是哪种离子放电？在

5、阳极区有什么物质生成？在电解槽中安装何种装置可得到NaOH和H2SO4溶液？电解时，两个电极的实际电势数值与理论电极电势相比都分别存在一个电势差值，这个电势差值称为该电极的超电势（或超电压、过电位）。阳极的实际电势数值总要比它的理论电极电势更正一些；阴极的实际电势数值总要比它的理论电极电势更负一些。根据国际上的规定，不论阴极还是阳极起电势均取正值。镅（Am）是一种用途广泛的锕系元素。241Am的放射性强度是镭的3倍，在我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪，检测人体是否缺钙：用241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器（制作火警报警器的1片241Am我国批发价仅1

6、0元左右）。镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势（E /V）如下，图中2.62是Am4/Am3的标准电极电势，2.07是Am3/Am的标准电极电势，等等。一般而言，发生自发的氧化还原反应的条件是氧化剂的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势。试判断金属镅溶于过量稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在。简述理由。附：E (H/H2)0V；E(Cl2/Cl)1.36V；E(O2/H2O)1.23V。已知酸性溶液中某金属M的元素电势图（298.15K）如下：（1）计算下列电对的EA 。M2(aq)2eM(s) MO5310H3eM4(aq)5H2O（2）把金属M加到已排除氧的密闭容器内的稀盐酸里，假定热力

7、学可能进行的反应未被动力学因素阻止，会发生什么反应。（3）氧化物MO2很容易溶于情性气氛的盐酸里，且当反应结束留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程的主要产物（除去水）是什么？（4）化合物K3MO5很容易溶于密闭容器内的稀盐酸里，当反应结束后。留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程除K(aq)及水外的主要产物是什么？实验室制备氯气的方法之一是常用MnO2和浓度为12mol/L的浓HCl反应，而不用MnO2和浓度为1.1mol/L的稀HCl反应。请用电极电位说明理由。某含有KBr和KI的混合溶液（浓度均为1mol/L），请通

8、过计算求出用KMnO4溶液氧化I而不氧化Br，溶液的pH值范围，并说明如何具体控制该pH值。已知：E MnO4-，H+/Mn2+1.51V，E Br2/Br-1.07V，E I2/I-0.54V。光合作用可以概括为一个总的方程式：6CO2（g）6H2OC6H12O6（s）6O2（g）298K时的H和S值如下：H2.816106J S182J/K如果对于1mol反应变化的H和S，则：H2.816106J/mol S182J/molK假设把光合作用的逆过程设计成一个原电池，在一个电极上把氧气还原成水，而在另一个电极上把葡萄糖氧化成二氧化碳。（1）这种借助于光合作用反应，使光能转变成电能的电池的电动

9、势是多少？注：在这个信封中，你可以找到这个反应的电动势和自由能变之间的关系（注意，如果你打开信封，则会扣去几分）。（2）假如我们想要给光合作用方程式中的“光”定量，我们要问：有多少摩尔波长为500nm的光子参加上述反应，请计算。（3）一个边长是10m的方形游泳池，其中含有能进行光合作用的反应的绿色海藻。如果在平均照度下，预计从1cm2面积上能产生1mA电流，则该游泳地产生的电力是多少？C组计算（Zn2/Zn）和（Ag/Ag）组成的电池的标准电动势。哪个电对是负极？写出单位相对浓度（标准状态）时电地反应方程式。在单位相对浓度条件下，Fe3能否将Br氧化成Br2？预测25时，（1）铊与（2）铜中间

10、氧化态的水溶液的稳定性。（1）若Zn2和Cu2的浓度分别为0.1M和109M，计算25时电对Zn2/Zn和Cu2/Cu组成的电池的电动势？（2）25时 lmol Cu2将Zn氧化为上述浓度的Zn2，计算此反应的G和G 。25时，若H的浓度从1M降到104M，问电对（MnO4/Mn2）的氧化能力降低多少？已知25时，AgCl的Ksp1.81010，计算AgAgCl电极浸在1M KCl中的E？查表得数据，计算25Ag(S2O3)23的稳定常数？（1）已知Fe2和Fe3的浓度相等，问Ag为多少时，才能使由（Ag/Ag）和（Fe3/Fe2）组成的原电池的电压为零？Fe2AgFe3Ag（2）确定25时，

11、此反应的平衡常数？过量的液态汞加到浓度为1.00103M的Fe3酸性溶液中，结果发现25平衡时只有5.4的铁以Fe3的形式存在。计算E （Hg22/Hg）？假设只发生如下反应：2Hg2Fe3Hg222Fe2已知25、pH7时，电对（丙酮酸盐乳酸盐）和（NAD/NADH）的E ，别为0.19V和0.32V。通过NADH（每分子带两个电子）将丙酮酸盐用酶催化还原为乳酸盐（每分子带两个电子），问反应的E ，及pH为7时每还原1mol丙酮酸盐的G ，是多少？计算：（1）由电对（Cd2/Cd）和（Cu2/Cu）组成的电池的标准电动势？（2）哪个电对是正极？由电对（Sn2/Sn）和（Br2/Br）组成电池

12、，计算该电池的电动势？为什么Co2在水中是不稳定的？将H2O2和Fe2混合，下述反应哪一个更可能进行：Fe2氧化成Fe3，还是Fe2还原成Fe？写出每一个可能发生的反应方程式并计算出平衡电化学电池的标准电动势。用什么物质可以将氟化物氧化为氟？Fe2溶液在空气中是否稳定？为什么这类溶液可以用铁屑保存？（TI3/TI）电极的标准电极电势是多少？对于无氧的非配合介质中的歧化反应，下述哪一个中间氧化态更稳定：锗（）还是锡（）？下列各电对都处于标准浓度时，H2O2是氧化剂还是还原剂？（1）（I2/1）；（2）（S2O82/SO42）；（3）（Fe3/Fe2）。两个氢电极构成电池，已知阴极区H的浓度为10

13、8mol/L，阳极区H的浓度为0.025mol/L，计控该电池的电势？从某种意义上说，上题介绍的电池可以作为pH计。假设某半电池含有1.00M H，处于标准态。推导25时，另一个半电池的pH值和观测电压的关系（将测量计的正极端与标准半电池相连）。普通的燃料电池通常是基于甲醇的燃烧反应。首先找到一种适于下列阳极反应的好的催化表面；CH3OH（l）6OHCO2（g）5H2O（l）6e阴极反应与已研究成功的氢一氧燃料电池的阴极反应相同：O2（g）2H2O（l）4e4OH计算该燃烧电池的电动势（标准态下）。计算当Ag和Cu2浓度分别为4.2106M和1.3103M时，电对（Ag/Ag）和（Cu2/Ct

14、i）组成的电池的电动势。计算在指定浓度下细还原1mol Cu2的G。若产物铜离子能通过形成不溶性盐而保持极低的浓度，铜就能还原锌离子。若该反应可以发生，Zn2为1M，计算溶液中Cu2的最大浓度？估计如下反应的平衡常数；Fe(CN)64Co(dip)33Fe(CN)63十Co(dip）32其中dip是联吡啶的编写。当将一错金属棒加人0.0100M Co(en)33的溶液中，发现有68的钴配合物被还原为Co(en)32（1）试求下述反应的K值？Pb2Co(en)33Pb22Co(en)32（2）计算E （Co(en)33/Co(en)32）？其中en是1，2乙二胺的缩写。电对（TI/TI）是通过将

15、TIBr溶到他和的0.1 MKBr溶液而制得，这样TI与难溶的溴化物达到平衡。此电对与含有0.1M Pb2的电对（Pb2/Pb）构成的电池的电动势为0.443V计算TIBr的溶解度将Ag(NH3)2完全离解为Ag和NH3的Kd6.0108。查表计算如下反应的E 。Ag(NH3)2eAg2NH3计算由Pd2和I生成PdI42的Ks？已知黄素电对的E ，值为0.22V，计算pH为7时，用1mol O2(latm）氧化1mol黄素（每分子转移两个电子）的G ，（提示：O2还原为H2O时使用E ，而不用E ）。于0.100mol/LFe3和0.250mol/LHCl混合溶液中，通入H2S气体使之达到平

16、衡，求此时溶液中Fe3物质的量浓度。已知饱和H2S溶液的浓度为0.1000mol/L，条件电位0S/H2S0.141v，0Fe（）/Fe（）0.71V。一种含有Sn2的溶液用Fe3进行电位滴定。已知：Sn42eSn2 E 0.154V Fe3eFe2 E 0.771V（1）写出总反应式，并计算反应的标准自由能变。（2）确定反应的平衡常数。现有20mL 0.10mol/L Sn2用0.2mol/L的Fe3来滴定，计算电池的电动势。（1）加入5mL Fe3溶液（2）在等当点（equivalence piont）（3）加入30mL Fe3溶液时甘汞电极（E S.C.E0.242V）常用作滴定的参比电

17、极。已知Mg2（aq）2eMg（s） EA 2.36V。在碱液中，该电对变为Mg(OH)2（s）2eMg（s）2OH（aq）。氢氧化镁的Ksp5.61012，试计算碱液中电对的EB ，这时在热力学上镁能否将溶剂还原为氢气。在298.2K时，电池（Pt）H2（p ）| NaOH（aq）| Ag2O（s）Ag（s）的电动势E1.172V，化学反应H2（g）1/2O2（g）H2O（g）的rGm 228.6kJ/mol，水的饱和蒸汽压为3.168kPa。试求该温度下固体Ag2O的fGm 及其分解压。已知：F96500C/mol，R8.314J/molK，p 101.3kPa（要求写出必要的运算过程）。

18、氢燃料电池。在燃料电池中，有水形成：1/2H2O2H2O（l）（1）怎样才能构成这样一个电池？（2）计算在298K和353K的标准电位。（3）为什么这样的电池在高温下使用？液体水的标准生成焓H 285.9kJ/mol标准熵（J/Kmol）如下；H2 130.6 O2：205.0 H2O（l）69.9水的光分解作用。JMLehn（1987年诺贝尔奖得主）在水的光分解中应用了络合物Ru(bipy)32：Ru(bipy)32Ru(bipy)32* 对应的能量为2.12eV。怎样能使水的光分解作用发生？标准电位：Ru(bipy)33/Ru(bipy)32 E1 1.26V 已知25、1atm时，电池P

19、t | H2（1atm）| 稀NaOH（aq）| Ag2O | Ag的电动势为1.17V，且知Gf，H2O（l）237.2kJ/mol。（1）写出电极反应式；（2）写出电池反应方程式；（3）计算25时，Ag2O的分解压力。（R8.314J/molK，lnX2.3lgX，F96500C/mol）铅蓄电池相应的电池为：Pb，PbSO4 | H2SO4 | PbO2，PbSO4，Pb（1）写出放电的反应方程式；（2）计算电解质为1mol/L硫酸时的电池电压（pH0时的标准电位：Pb2/Pb为0.13V，PbO2/Pb2为1.46V；PbSO4的溶度积Ksp2108）。（3）充电时发生什么反应？当用1

20、A电流向电池充电10h，转换的PbSO4的质量是多少（PbSO4的摩尔质量为303g/mol）？Cu2常用碘量法来测定，Cu2被还原为Cu，I被氧化为I2，反应式为2Cu24I2CuI（s）I2（aq）。两个电对的电极电位分别为Cu2eCu E 0.153V，I22e2I E 0.535V。在标准状况下，Cu2与I反应并不自发，但该碘量法滴定可以发生，请对下列反常情况给予说明。（1）CuI的溶解度应很小，KSP1.11012，计算：在c（I）1mol/L时，Cu2IeCuI的E 。（2）用（1）的结果，计算反应2Cu24I2CuI（s）I2的电动势，反应自发吗？（3）计算（2）中反应的平衡常数

21、。Ru(bipy)32/Ru(bipy)3 E2 1.28V bipy为配体联吡啶Cu离子的歧化反应Cu和二个氧化还原对都有关氧化还原对a：CueCu E1 0.52V氧化还原对b：Cu2eCu E2 0.16V（1）请写出Cu离子的歧化反应式，并计算其平衡常数，利用表示式：(RT/F)lnx0.06lgx把1.00102mol的Cu溶在1.0L水中，计算此溶液的组成以mol/L表示。（2）除了Cu离子以外，另外再列出二种化学物质，它们在水溶液中有歧化反应，请写出有关的反应方程式，并且指出歧化反应发生时的实验条件。（3）Cu氧化物Cu2O和1.00102mol/L的Cu2溶液接触时，是否稳定？

22、Cu氧化物的KspCuOH1015 请计算在什么pH下Cu2O是稳定的？（4）请设计一个简单的实验来观察Cu2O的沉淀反应。Cu2离子和Cu离子的络合作用（1）Cu(NH3)2络离子的离解常数K11011请计算Cu(NH3)2eCu2NH3的标准电极电位（e.m.f）E ；（2）Cu(NH3)422eCu4NH3 E300.02V请计算Cu(NH3)42的离解常数？从上面的条件推导出：Cu(NH3)42eCu(NH3)422NH3的标准电极电位（e.m.f.）。（3）Cu(NH3)2阳离子能发生歧化反应吗？在铜的电解精炼过程中之所以生成阳极泥（主要由沉入电解槽底部的铜粉组成），据认为是由于电解

23、过程中，在电解质本体溶液里发生了如下反应：2CuCuCu2已知：298.15K时下列可逆电极反应的标准还原电极电势Cu22eCu ECu2+/Cu0.340VCu2eCu E Cu2+/Cu+0.167V气体常数R8.314J/Kmol，法拉第常数F96500C/mol请解答下列问题：（1）试计算在298.15K时，若上述反应达平衡时，电解质溶液中Cu和Cu2两种离子的相对比例。（2）按照上述反应方程式说明生成阳极泥的原因。求在金（）和Cl的含量分别为0.010mol/L和1.0mol/L的溶液中，Au3的浓度为多少？Au33eAu E01.50V AuCl43eAu4Cl E00.994VA

24、u（）阳离子的稳定性。标准电位：Au/Au的E1 1.68V；Au3/Au的E2 1.50V。（1）说明Au是不稳定的。在103mol/L的Au3溶液中Au的最大浓度是多少？（2）在过量的阴离子X存在下Au生成络合物AuX2（离解常数K1），Au3生成络合物AuX4（离解常数K2），当AuX2是稳定的情况下导出K1和K2的关系。当XBr，pK112，pk232；当XCN，pK138，pK256从中得到什么结论？（3）金片能溶于被氧气饱和的1mol/L的KCN溶液，如何解释这一现象（pH0时的标准电位：O2/H2O的E 1.23V；HCN的pKa9.4）。Hg（）阳离子的歧化作用。标准电位：Hg

25、22/Hg的E1 0.79V；Hg2/Hg的E2 0.85V。HgO的溶度积Ksp1025；HgY2的离解常数KD1025（Y4为EDTA的四价阴离子）。（1）计算下述反应的平衡常数：Hg22Hg2Hg当Hg与102mol/L的Hg(NO3)2反应时，溶液的最后组成是什么？（2）无论是NaOH还是Na2H2Y加入到Hg2(NO3)2溶液中都发现有汞生成，请给予解释。溶度积的测定。Hg（）生成微溶于水的Hg2(HCOO)2（简写为Hg2A2），考虑下述电池：Ag，AgCl | NaCl，NaA | Hg2A2，Hg，Pt（1）对于等浓度的NaCl和NaA，电池电压为E0.338V，计算Hg2A2

26、的溶度积。标准电位如下：氯化银电极为0.222V；Hg22/Hg电极为0.790V。（2）计算Hg2A2饱和溶液的pH（甲酸pKa3.80）。多重平衡规则在未知电位的计算中起着非常重要的作用，请利用该规则完成下列问题。（1）已知：NO33H2eHNO2H2O；E10.93V，Ka（HNO2）4.6104。求：NO3H2O2eNO22OH的E2值。（2）已知：aMg（s）1/2O2（g）MgO（s） rG569.44kJ/molbMgO（s）H2O（e）Mg(OH)2（s） rG26.95kJ/molcH2O（1）H2（g）1/2O2（g） rG237.19kJ/moldH2O（1）H（aq）O

27、H（aq） Kw1.01014eMg(OH)2（s）Mg2（aq）2OH（aq） Ksp5.611012求：Mg2（aq）2eMg（s）的E值。25时，测量下列电池的电动势：（）HgHg2Cl2 | KCl（1mol/L）| S | Pt（十）（S代表Fe2、Fe3和HCl混合溶液）若S溶液为Fe33.32104mol/L，Fe22.17104mol/L以及HCl1.24103 mol/L时，电池的电动势为0.392V；若S溶液为Fe31.66103mol/L，Fe21.08103mol/L以及HCl1.17103 mol/L时，电池的电动势为0.407V。假设Fe3与水的作用为一元弱酸：Fe

28、3H2OFe(OH)2H且Fe2不是酸，而配合物如FeCl2的生成可忽略不计。（1）试求E Hg2Cl2/Hg的值；（2）试求Fe3作为一元弱酸的Ka值。（3）计算Fe3浓度为多大（mol/L）时，恰好有Fe(OH)3沉淀出现。E Hg22+/Hg0.797V Ksp（Hg2Cl2）3.451018 Ksp，Fe(OH)31037.4 Kw101425时电池Pt，H2（g，p ）| KOH（1.00mol/L）| Ni(OH)2（s），Ni（s）的电动势为0.108V。（1）写出上述电池的电极反应及电极反应；（2）氢和氧在相同溶液中构成的电池在氧和氢分压分别为标准压力P 时的电动势为1.229

29、V，氢和氧在KOH溶液中所构成电池的电池反应为：H2（g）2O2（g）H2O（l）写出KOH溶液中氢与氧电极的电极反应，并计算氧电极在25时的标准电极电势（设电池中所有物质的活度系数与或度系数均为1）。（3）计算25时下列反应：Ni(OH)2（s）Ni（s）1/2O2（g）H2O（l）的平衡常数K ，并判断25时上述反应能否在干燥空气中自动进行？（干燥空气中氧的分压为0.21p ）（F96500C否mol）。从能量观点出发，人类的食物向人体供应能量，其中一种可折合成葡萄糖在人体里完全氧化释放出来的化学反应能。（1）已知：化合物葡萄糖（固）H2 O（液）CO2（气）Hf（m）kJ/mol1259.8285.8393.5设葡萄糖完全氧化释放出的化学反应能全转化为热，计算1kg葡萄糖最多可向人体提供多少热量？（2）已知用葡萄糖为燃料设计成的燃料电池，其理论标准电动势为1.24V。人体肌肉做功等