西安石油大学：《无机化学 Inorganic Chemistry》课程教学资源（学习指导）第七章 氧化还原反应、电化学基础 典型例题

第七章氧化还原反应电化学基础 1.某原电池中的一个半电池是由金属钴浸在1.0 molL- Co2+溶液中组成的:另一半电池则由 铂(Pt)片浸在10m0LC的溶液中,并不断通入Cl(p(C2)=1000Pa)组成。测得其电动势为 1.642V;钴电极为负极。回答下列问题 (1)写出电池反应方程式 (2)由附表六查得E(C2C1),计算E(Co2(Co) (3)p(Cl2)增大时,电池的电动势将如何变化? (4)当Co2浓度为0010moL,其他条件不变时,电池的电动势是多少? 解:(1)电池反应的方向是正极的氧化型与负极的还原型反应,生成正极的还原型和负极的氧化 Co(s)+ Ch(g) e Co(aq)+ 2CI(aq) (2)由附表六查得E(CbCI)=1.360V 则 (CI/CI(Co /Co (Co2*/C0)Eo RH (Cl/CI) 1.360V-1.642V (3)p(Cb)增大时,E(Cb/CI)将增大,EM将增大。从正极反应的 Nernst方程式或电池反 应的 Nernst方程式都可以得到这一结果。 (4)当Co=0.010moHL时, 0.0592 ( Co/Co)( Co/Co ⊙ 0.0592 =-0.282V 0.34l 0.010 EMF=E(C1/CI)E(Co/Co) =1.360V-(-0.341V) 1.70lV 2.根据附表六中能查到的相关电对的标准电极电势的数据,判断下列物种能否歧化,确定其稳

第七章 氧化还原反应电化学基础 1. .某原电池中的一个半电池是由金属钴浸在 1.0 mol∙L ­1Co 2+溶液中组成的；另一半电池则由 铂(Pt)片浸在 1.0mol∙L ­1Cl － 的溶液中，并不断通入 Cl2(p(Cl2)=100.0kPa)组成。测得其电动势为 1.642V；钴电极为负极。回答下列问题： （1） 写出电池反应方程式； （2） 由附表六查得E (Cl2/Cl － )，计算E (Co 2+ /Co)； （3） p(Cl2)增大时，电池的电动势将如何变化？ （4） 当 Co 2+浓度为 0.010 mol∙L ­1，其他条件不变时，电池的电动势是多少？ 解： （1）电池反应的方向是正极的氧化型与负极的还原型反应，生成正极的还原型和负极的氧化 型。 Co(s) +  Cl2(g) ⇌ Co 2+ (aq)  +  2Cl － (aq)  （2）由附表六查得E (Cl2/Cl － )=1.360V， 则 EMF =E (Cl2/Cl ­ ) E _  (Co 2+ /Co) E (Co 2+ /Co) =E (Cl2/Cl ­ ) E MF _ =1.360V­1.642V  = ­0.282V  （3）p(Cl2)增大时，E(Cl2/Cl － )将增大，EMF 将增大。从正极反应的 Nernst 方程式或电池反 应的 Nernst 方程式都可以得到这一结果。 (4) 当 Co 2+=0.010 mol∙L ­1 时， E (Co 2+ /Co) =E (Co 2+ /Co) 1 c(Co  2+ )/c = ­0.282V­ V  V 0. 341 0. 010 1 lg 2 0. 0592 = - E MF =E (Cl2/Cl － ) E _  (Co 2+ /Co) =1.360V－(－0.341V)  =1.701V  2. .根据附表六中能查到的相关电对的标准电极电势的数据，判断下列物种能否歧化，确定其稳

定的产物,并写出歧化反应的离子方程式,计算298K下反应的标准平衡常数。 (1)n(aq),(2)m'(aq,(3)Br2(1)在碱性溶液中。 解:(1)查得E(n3n)=-0.445V,E(ln/n)=0.25V。 标准电极电势大的电对氧化型和标准电极电势小的电对还原型都是In, 所以它能发生歧化反应,生成In3和I 3In(aq)e In'(aq)+2In(s) FE (nt In/co -(-0.445v) =0.320V 2×0320 10.811 0.0592V0.0592J K=647×1010 (2)查得 E(TP/=1280V, (T/T)=-0.336V 可以画出铊的元素电势图 1.280 0.336 77 77 因为 (右) (左,即E(T/m)<E(TPTt) 所以中间氧化值的T不能发生歧化反应 3T÷T1+2Tl E -0.336V-1.280V 16l6V Igk 45 0.0592 0.0592 K=254×10-35 (3)查得碱性溶液中溴元素有关电对的标准电极势,画出其元素电势图

定的产物，并写出歧化反应的离子方程式，计算 298K 下反应的标准平衡常数。 (1)In + (aq);  (2)Tl + (aq);  (3)Br2(l)在碱性溶液中。 解： （1）查得 E (In 3+ /In + )= ­0.445V, E (In + /In)= ­0.125V。 标准电极电势大的电对氧化型和标准电极电势小的电对还原型都是 In +， 所以它能发生歧化反应，生成 In 3+和 In. 3In + (aq)  ⇌ In 3+ (aq)+2In(s) EMF =E (In + /In) E _  (In 3+ /In + ) = ­0.125V－(－0.445V)  = 0.320V K = EMF lg 0.0592V  z  K (2)查得 E (Tl 3+ /Tl + )=1.280V, E (Tl + /Tl)= ­0.336V。 可以画出铊的元素电势图： Tl Tl  Tl  1 .280  0 .336  3+ + - 因为 E （右）<E （左）， 即E (Tl + /Tl)<E (Tl 3+ /Tl + )， 所以中间氧化值的 Tl +不能发生歧化反应： 3Tl + ⇌Tl 3++2Tl  EMF =E (Tl + /Tl) E _  (Tl 3+ /Tl + ) = ­0.336V－1.280V  = ­1.616V K = EMF lg 0.0592V  z  K （3）查得碱性溶液中溴元素有关电对的标准电极势，画出其元素电势图

Bro-0535 BrO 0.45561.0774 EB/T 0.6126 因为 D/BrO), 所以Br2(1)在碱性中能歧化: Br2()+ 20H(aq)e BrO(aq)+ Br(aq)+ H2O( BO能否进一步歧化呢?由溴元素的电势图中已知的标准电极电势可以求出E(BrO/Br)和 (BrO3 /BrO) BrO /Br)=[ BrO/ Br2)(Br2/Br ) (0.4556V+10774V) 0.7665V BrO3/BrO)=[(BrO3 /Br)-(BrO/Br ) =(6×06126V-2×0.7665) 0.5356V Bro /Br)(BrO3 /Br 所以BO能进一步歧化为BO3和Br: 3Bro(aq)e BrO3(aq)+2Br (aq) 由此可见,Br(1)在碱性溶液中歧化的最稳定产物是BrO3和Br。从溴的元素电势图还可以 求出E(1 (BrO3/Br2 =s[(BrOs/Bro) Bro /Br2) =4×0.5356+04556V] 0.5196V 由 (Br2/Br)E(BrO3/Br2) 也可以判断出Br(①)在碱性溶液中能歧化为BrO3和Br。 3Br2()+ 60H(aq)= 5Br(aq)+ BrO3(aq)+ 3H2O0)

EB /V :  3 2 0.5356 0.4556 1.0774 BrO BrO Br Br - - - 0.6126 因为 E (Br2/Br ­ )> E (BrO3 ­ /BrO ­ )， 所以 Br2(l)在碱性中能歧化： Br2(l) + 2OH － (aq)  ⇌ BrO － (aq) + Br ­ (aq) + H2O(l) BrO ­ 能否进一步歧化呢？由溴元素的电势图中已知的标准电极电势可以求出E (BrO － /Br － )和 E (BrO3－ /BrO － )。 E (BrO － /Br ­ )= 2 1 [E (BrO － /Br2－ )+ E (Br2/Br － )] = 2 1 (0.4556V+1.0774V)  = 0.7665V E (BrO3 ­ /BrO ­ )= 4 1 [6 E (BrO3－ /Br ­ ) E _ 2  (BrO － /Br － )] = 4 1 (6×0.6126V－2×0.7665V) = 0.5356V E (BrO － /Br ­)> E (BrO3－ /Br－ ) 所以 BrO － 能进一步歧化为 BrO3－ 和 Br－ ： 3BrO － (aq)  ⇌ BrO3－ (aq)+2Br－ (aq) 由此可见，Br2(l)在碱性溶液中歧化的最稳定产物是 BrO3－ 和 Br－ 。从溴的元素电势图还可以 求出E (BrO3－ /Br2)。 E (BrO3－ /Br2)= 5 1 [4 E (BrO3－ /BrO － )+ E (BrO － /Br2)] = 5 1 [4×0.5356V+0.4556V]  = 0.5196V  由 E (Br2/Br ­ )> E (BrO3－ /Br2) 也可以判断出 Br2(l)在碱性溶液中能歧化为 BrO3－ 和 Br ­ 。 3Br2(l) + 6OH － (aq)  ⇌ 5Br ­ (aq) + BrO3－ (aq) + 3H2O(l)

EMF=E (Br2/Br)(BrOs/Br2) =10774V-0.5196V 5578V 5×0.5578 47.111 0.0592J00592Ⅳ 1.30×104 BO3或Br2能否歧化产生BO呢?从相关手册中查出E(BrO4/BO3)=0.92V,进而计算 出E(BrO4/Br2)=0634V,可推断BO3可以歧化或Bn2可以歧化为BrO4和Br。但是,实 际上Br2(1)在碱性溶液中只能歧化为BrO3和Br。这是由于歧化为BrO4的反应速率很慢的缘 故 3.已知某原电池反应: 3HCIO2(aq)+2Cr(aq)+4H2O() 3HCIO(aq)+Cr207(aq)+8H(aq) (1)计算该原电池的 (2) pH=0.00, c( Cr2O7)=0.80mol L", C(HCIO2)=0. 15 molL", c(HCIO=0.20 molL' 测定原电池的电动势ER=0.150V,计算其中Cr”的浓度。 (3)计算25°C下电池反应的标准平衡常数。 (4)CnO2是橙红色,Cr(aq)为绿色。如果20.0ml的100 molL- HclO2溶液与 200ml0.50 molL Cr(NO3)3溶液混合,最终溶液(pH为0)为何种颜色? 解: (1)根据电池反应,HCO2是氧化剂,电对HCO2/HCO为正极:Cr是还原剂,电对Cr2O2 /Cr3为负极。 查得E⊙ (HCIO2/HCIO)=1.673V (Cr2O7/Cr)=1.33V E (HCIO2/HCIO)(Cr2O7/Cr) =1673V-1.33V =034V (2)当pH=0.00时,c(H)=1.00moL

EMF =E (Br2/Br － ) E _  (BrO3－ /Br2) =1.0774V－0.5196V  =0.5578V K = EMF lg 0.0592V  z  K BrO3－ 或 Br2 能否歧化产生 BrO4 ­  呢？从相关手册中查出E (BrO4－ /BrO3－ )=0.92V，进而计算 出E (BrO4－ /Br2)=0.634V，可推断 BrO3－ 可以歧化或 Br2 可以歧化为 BrO4－ 和 Br－ 。但是，实 际上 Br2(l)在碱性溶液中只能歧化为 BrO3－ 和 Br－ 。这是由于歧化为 BrO4－ 的反应速率很慢的缘 故。 3. .已知某原电池反应： 3HClO2(aq) + 2Cr 3+ (aq) + 4H2O(l) ⇌ 3HClO(aq) + Cr2O7 2－ (aq) + 8H + (aq)  （1） 计算该原电池的EMF 。 （2） 当 pH=0.00，c(Cr2O7 2－ )=0.80mol∙L ­1 ,c(HClO2)=0.15 mol∙L ­1 ,c(HClO)=0.20 mol∙L ­1 测定原电池的电动势 EMF=0.150V，计算其中 Cr 3+的浓度。 （3） 计算 25°C 下电池反应的标准平衡常数。 （4） Cr2O7 2 － 是橙 红色 ， Cr 3+ (aq) 为绿色 。如 果 20.0ml  的 1.00mol∙L ­1HclO2 溶 液 与 20.0ml0.50mol∙L ­1Cr(NO3)3 溶液混合，最终溶液(pH 为 0)为何种颜色？ 解： （1） 根据电池反应，HClO2 是氧化剂， 电对 HClO2/HClO 为正极；Cr 3+是还原剂， 电对 Cr2O7 2 － /Cr 3+为负极。 查得 E (HClO2/HClO)=1.673V，E (Cr2O7 2－ /Cr 3+ )=1.33V  则 EMF =E (HClO2/HClO) E _  (Cr2O7 2­ /Cr 3+ ) =1.673V－1.33V  =0.34V  （2）当 pH=0.00 时，c(H + )=1.00 mol∙L ­1

EME-ERE-0.0592V-lg I d( HCio/9 )I (c(Cr 207 )9 Id(H)2 I 6 [c(HCIO2)erIc(Cryer 0.0592 ER 6 lg J=6×(034-0150)=1926 0.0592J 0.203×080×1.008 =1.8×10 0.15×c(Cr)/c"] c(Cr)=3.2×1 (3)25°C时, 034V lgK=00392100592=3446 =2.9×103 (4)混合后,C(HCO2)=00500m0L,c(Cr3)=025moL 由于k很大,设平衡时 c(Cr)= 则各物种的平衡浓度如下 3HCIO2 2Cr+ 4H2o e 3HCIO Cr207-+ 8H 平衡时CB/C 0.500-2(025-xx (0.25x)(025-x)1.0 个[e(HCO8(C2On)eI(H)是予 [c(Hcio,]lc(Cr"yer 025-x)×10 2 0.500 解得 X=1.1×1017 c(Cr)=1.1×10-17mol;c(Cr2O2-)=0.125moAL 由于Cr2O2浓度很大,Cr3浓度很小,所以溶液为橙色 4.已知某原电池的正极是氢电极(p(H2)=1000kPa),负极的电极电势是恒定的。当氢电极中 H=4008时,该电池的电动势为0412V:如果氢电极中所用的溶液改为一未知c(H)的缓冲溶液

lg  0.0592V 6  _  [c(HClO/c )]3 [c(Cr2O7 2­)/c ][c(H + )/c ]8 [c(HClO2)/c ]3 [c(Cr 3+ )/c ] MF 2 EMF = E = EMF _  19. 26 0. 0592 6 (0. 34 0. 150) lg = ¥ - = V  V  J J=1.8×10 19 19 3 2 3 8 1 .8  10  0 .15  [ ( )/  ] 0.20  0 .80  1 .00  = ¥ ¥ ¥ ¥ = + q c Cr c  J  c(Cr 3+ )=3.2×10 －10mol∙L ­1 （3）25°C 时， K = EMF lg 0.0592V  z  K （4）混合后，c(HClO2)=0.0500mol∙L ­1 ,c(Cr 3+ )=0.25mol∙L ­1 . 由于K 很大， 设平衡时 c(Cr 3+ )=x mol∙L ­1， 则各物种的平衡浓度如下： 3HClO2 +  2Cr 3+ +  4H2O  ⇌ 3HClO  +  Cr2O7 2­  +  8H + 平衡时cB c  0.500－ 2 3 (0.25­x)x  2 3 (0.25­x) 2 1 (0.25­x) 1.0 K =  [c(HClO)/c ]3 [c(Cr2O7 2­)/c ][c(H + )/c ]8 [c(HClO 2 )/c ]3 [c(Cr 3+ )/c ]2 解得 x=1.1×10 ­17 即 c(Cr 3+ )=1.1×10 －17mol∙L ­1 ; c(Cr2O7 2－ )=0.125mol∙L ­1 . 由于 Cr2O7 2－ 浓度很大，Cr 3+浓度很小，所以溶液为橙色。 4. .已知某原电池的正极是氢电极(p(H2)=100.0kPa)，负极的电极电势是恒定的。当氢电极中 pH=4.008 时， 该电池的电动势为 0.412V； 如果氢电极中所用的溶液改为一未知 c(H + )的缓冲溶液

又重新测得原电池的电动势为0427V计算该缓冲溶液的H浓度和pH若缓冲溶液中c(HA=c(A )=10mOL,求该弱酸HA的解离常数 解:正极的电极反应为 2H(aq) +26 E(1)(H/H)5B(H2)、005921p(H2)P [c1(H+)/c" 0.0592 1.00 [c1(H+)/c] =-0.0592VpH(u) EMF((), EMF2=E2x+)=E(-) 由于E(-)是恒定的,所以 E E 0.0592VpHu)-(=0.0592VpH2) 0.412-0.427V==0.0592V×4.0084+00592vpH( pH2=3.75 c2(H)=1.8×10-4molL HA(aq)÷H(aq)+A(aq) [c2(hydA)/81 c(HAO 18×10-4×1.0 18×10- ●此题也可以先求出E(1H/H1),再求出E(),然后求出Ea(HH2,最后求出c(H)k4a(HA 5.(1)由附表六中查出(dCu),E(CuCu)试计算spCu 2)计算298K下反应Cu(s) Cu"(aq)+r(aq)的AGm (3)若已知(2)中反应的 △rh品834k1,m,计算该反应的4rS品c9 解 (1)查得E(Cu/Cu=05180V,B°( Cul/Cu)=0.1858V 两者之间的关系为 E°CuCu)=E(cu1Cu+005 lgk sp(Cu)△Gn

又重新测得原电池的电动势为0.427V。 计算该缓冲溶液的H +浓度和pH。 若缓冲溶液中c(HA)=c(A  － )=1.0mol∙L ­1，求该弱酸 HA 的解离常数。 解：正极的电极反应为 2H + (aq)  +2e－ ⇌ H2(g) E(1)(H + /H2)= E (H + /H2) 2 1 2 [ ( )/  ] ( )/  lg  2  0.0592  q q c  H  c  V p  H  p  + - =  2 1 [ ( )/  ] 1 .00  lg  2  0 .0592  0 q c  H  c  V + - = ­0.0592VpH(1) EMF(1)=E(1)(+)－E(－), EMF(2)=E(2)(+)－E(－) 由于 E(­)是恒定的，所以 EMF(1)－EMF(2)=  －0.0592VpH(1)－(－0.0592VpH(2)) (0.412­0.427)V= －0.0592V×4.008+0.0592VpH(2)  pH(2)=3.75, c2(H + )=1.8×10 －4 mol∙L ­1 HA(aq)  ⇌ H + (aq)+A － (aq) Ka (HA)= [c2 (H + )/c ][c(A ­)/c ] c(HA)/c  =  4 4 1 .8  10  1 .0  1.8  10  1 .0  - - = ¥ ¥ ¥ ●此题也可以先求出 E(1)(H + /H2)， 再求出 E(­)， 然后求出 E(2)(H + /H2)， 最后求出 c2(H + )及 Ka (HA)。 5. .（1）由附表六中查出E (Cu + /Cu)，E (CuI/Cu)试计算 Ksp(CuI)。 （2）计算 298K 下反应 CuI(s)⇌Cu  2+ (aq)+I ­ (aq)  的 DrGm  。 （3）若已知(2)中反应的 (298K) = kJ mol ­1  rHm  84.3 ，计算该反应的 rS m(298K) 。 解： (1)查得E (Cu + /Cu)=0.5180V，E (CuI/Cu)=­0.1858V, 两者之间的关系为 E (CuI/Cu) = E (Cu + /Cu)+0.0592VlgKsp(CuI)DrGm

0.185V=0.5180V+00592 lgk sp(Cu) lgk sp(Cu=-01858-05180=1189 0.0592 (Cu=1.3×10 △d(x=2303 RT lgksp(Cu) 2303×8314Jm0rK×289Klg(13×10-12) =67. 8k].mo (3)由△rG品c9=4r品T24品得 △rS品(844<28k3-△Gm298) 298K 284.34/mo/--678k/,mo 298K 55.4]mor.K-l 6.已知298K下,电池反应 Ag(SO3)]3(aq)+e÷Ag(s)+2S2O32(a)b=0017V 设计原电池,以电池图示表示之,测定其标准电动势,计算 KR(Ag(S,03)3) 解:将银电极插入Ag(1.0moL)溶液中,作为原电池的正极:将银电极插入1.0moL S2O3和1.0molL[Ag(S2O3)2]溶液中,作为原电池的负极。 组成原电池的电池图示如下 gI Ag(S203)2(e) S2032-( e)ll Ag()IAg (Ag/Ag)-E(Ag(S2O3)2/ Ag) 0.7991V-0.017 =0.782lV 两电极反应为 Ag(aq)+e÷Ag(s) [Ag(S2O3)](aq)+e Ag(s)+2S203(aq) 电池反应达到平衡时,EMH=0

­0.1858V=0.5180V+0.0592VlgKsp(CuI) lgKsp(CuI)=  Ksp(CuI)=  （2） rGm (298K) = ­2.303RT lg Ksp(CuI) = ­2.303×8.314J∙mol­1 ∙K ­1×289Klg(1.3×10 －12) = 67.8kJ∙mol­1 （3） rGm(298K) = H S  r m T r m  由 ­ 得： K = H (298K) r m S  rG r m  m  ­ (298K) (298K)  298  = K kJ mol  kJ mol  298  84 .3  67 .8  - 1 - 1 × - × =55.4 J∙mol­1 ∙K ­1 6. .已知 298K 下，电池反应： [Ag(S2O3)2] 3－ (aq)+e -⇌Ag(s)+2S2O3 2－ (aq) E =0.017V  设计原电池，以电池图示表示之，测定其标准电动势，计算 Kf (Ag(S2O3)2 3­)。 解：将银电极插入 Ag + (1.0mol∙L ­1)溶液中，作为原电池的正极；将银电极插入 1.0mol∙L ­1 S2O3 2－ 和 1.0mol∙L ­1[Ag(S2O3)2] 3－ 溶液中，作为原电池的负极。 组成原电池的电池图示如下： Ag  Ag(S2O3)2 3­(c ) S2O3 2­ Ag +  Ag  (c ) (c ) = ­ Ag(S2O3)2 Ag  3­ Ag +  E MF E ( Ag ) E ( ) /  /  =0.7991V－0.017V  =0.7821V  两电极反应为 Ag + (aq)+e － ⇌Ag(s) [Ag(S2O3)2] 3－ (aq)+e -⇌Ag(s)+2S2O3 2－ (aq)  电池反应达到平衡时，EMF=0

Igkf(Ag(S2032)= E%(Ag/Ag)-E9(Ag(S203)2"/Ag) 0.0592 0.799l-0.017V 13.21 KR(Ag(S2O3)23)=16×103 7.已知下列反应的标准电极电势 Cu(aq)+2e eCu(s) E=0.3394V Cu(aq)+e Cu(aq) E=0.1607V (1)计算反应:Cu21ag)Cu(:2(aq)的k° (2)已知 K9(CuCI)=1.7×10 ,计算反应:Cu2(aqCu(s)+Cr(aq)→2CuCs)的标准 平衡常数 K 解:(1) Ee(uCu)=2E°(Cu21Cu)-E°CuCu) =2×0.3394V0.1607V 0.518lV q)+Cu(s)÷Cu(aq Ig ERm1×(01607-05181)v =-6.037 0.0592 0.0592 K=9.18×107 (2) Cu(aq)+Cu(s)+2Cl(aq)+2CuCl(s) 此反应可由下列两个半反应相减得到 Cu (aq)+Cr(aq)te CuCI(s) CuCI(s)+Cu(s)+e Cu(s)+Cl(aq) EO(Cu2+/CuCI E(Cu*/Cu)-0.0592V lgK sp(CuCD) 01607V-00592V1g1.7×10-7 =0.56lV

lg K = ­ f (Ag(S2O3)2 3­) Ag(S2O3)2 Ag  3­ Ag +  E ( Ag ) E ( ) /  /  0.0592V = V  V V  0. 0592 0. 7991 - 0. 017 =13.21 Kf (Ag(S2 O3 ) 2  3­ )  13  = 1.6¥10 7. .已知下列反应的标准电极电势： Cu  2+ (aq)+2e → ⇌Cu(s) E =0.3394V  Cu  2+ (aq)+e -⇌Cu + (aq) E =0.1607V  （1） 计算反应：Cu  2+ (aq)+Cu(s)⇌2Cu + (aq)的K ;  （2） 已知 Ksp(CuCl) ，计算反应：Cu  2+ (aq)+Cu(s)+2Cl ­ (aq)→2CuCl(s)的标准 平衡常数K 。 解： （1） = E (Cu + /Cu)  2 E (Cu  ­ E 2+ /Cu) (Cu  2+ /Cu + ) =2×0.3394V­0.1607V  =0.5181V  Cu  2+ (aq)+Cu(s)⇌2Cu + (aq) K = EMF lg 0.0592V  z  K （2） Cu  2+ (aq)+Cu(s)+2Cl ­ (aq)⇌2CuCl(s)， 此反应可由下列两个半反应相减得到： Cu  2+ (aq)+Cl ­ (aq)＋e － ⇌CuCl(s) CuCl(s)+Cu(s)+e－ ⇌Cu(s)＋Cl － (aq)  = E ­ E (Cu  2+ /CuCl) (Cu  0.0592V 2+ /Cu + ) lg Ksp(CuCl) =0.1607V－0.0592Vlg1.7×10 －7 =0.561V

E(CuCI/CuF E(Cu/Cu)-0.0592vg, o Ksp(cuci) =0.518lV-0.0592Vlg 1.7×10 =0.117V 0059s1×(0561-011)y=7.50 0.0592J K 此题也可以用下面的方法解答 (1)反应 Cu(s)+ Cu(aq) e2Cu(aq) 可由下列两个半反应相减而得到 2Cu2t(aq)+2e÷Cu(aq Cu(aq)+2e e Cu(s) lgK ER32×(01607-0394) -603 0.0592 0.0592 Ke=9.18×107 (2)反应 Cu(aq)+Cu(s) +2cr(aq)=2cuCI(s 可由下列两个半反应相加得到: Cu(s)+ Cu(aq) e2Cu(aq) 2Cu(aq)+2Cl(aq) +2CuCI(s) IK Sp(CuCI) K=KPK 918×10 3.2×10 K跟cC(17×10 由附表六查出酸性溶液中E(MnO4MnO42-),E⊙MnO47MnO),B(MnO2 Mn2),B(Mn3/Mn2+)。 (1)画出锰元素在酸性溶液中的元素电势图 (2)计算B(MnO27MnO2)和E(MnO2/Mn”)

= ­ E E  (Cu+ /Cu)  0.0592V (CuCl/Cu) Ksp(CuCl) lg 1 =0.5181V－0.0592Vlg  7 1. 7 10 1 - ¥ =0.117V K = EMF lg 0.0592V  z  K 此题也可以用下面的方法解答： （1） 反应 Cu(s) + Cu  2+ (aq)  ⇌2Cu + (aq)  可由下列两个半反应相减而得到： 2 Cu  2+ (aq) +2e-⇌Cu + (aq)  Cu  2+ (aq) +2e-⇌ Cu(s) K = EMF lg 0.0592V  z  K （2） 反应 Cu  2+ (aq)+Cu(s)+2Cl ­ (aq)⇌2CuCl(s) 可由下列两个半反应相加得到： Cu(s) + Cu  2+ (aq)  ⇌2Cu + (aq) K1 2Cu + (aq) +2Cl ­ (aq)  ⇌2CuCl(s) K =  sp(CuCl) K 1 [ ]2 2 K = sp(CuCl) K [ ]2 1 K2 K 1 K = 8. .由附表六查出酸性溶液中E （MnO4－ / MnO4 2－ ），E （MnO4－ / MnO2），E （MnO2/  Mn 2+），E （Mn 3+ / Mn 2+）。 （1） 画出锰元素在酸性溶液中的元素电势图； （2） 计算E （MnO4 2－ / MnO2）和E （MnO2/ Mn 3+） ；

(3)MnO2能否歧化?写出相应的反应方程式,并计算反应的△m与K°;还有那些物 种能歧化? (4)计算E(MnO2/Mn(OH)2) 解: (1)查得E°(MmO/MO2)=05545V,E°(MnO/MO2)=17 B(MnO2/Mn2)=12293V,B(Mn3/M2)=1.51V。 酸性溶液中锰元素的电势图2X/p 0.5545 1.51 MnO4 MnO4 MnO- Mn 1700 1.298 E°(MnO27/MmO2)=13E°(MmO/MmO2)-E°(MmO2/MmO2-)] [3×1.700V-0.5545V 2.27 E°(MnO/Mn)=2E°(MnO/Mn2)-E°(M2/M2) =2×1.2293V-1.51v =095V (2) E(MnO.2-/MnO,)>E(MnO4"/MnO2-) 所以,酸性溶液中MnO42能歧化。反应方程式为 3MnO4(aq)+4H(aq) +2 MnO4 (aq)+MnO2(S)+2H20(1) ArG=FERG=-2×96485Cma-1(227-0545)7 331.0 kJ. mol IgK= ER2×(27-0555y 0.0592 0.0592 9.1

（3） MnO4 2－ 能否歧化？写出相应的反应方程式，并计算反应的 rG m 与 K ；还有那些物 种能歧化？ （4） 计算E （MnO2/ Mn（OH）2）。 解： （1） 查得 E （MnO4－ / MnO4 2－ ）=0.5545V， E （MnO4－ / MnO2）=1.700V， E （MnO2/ Mn 2+）=1.2293V， E （Mn 3+ / Mn 2+）=1.51V。 酸性溶液中锰元素的电势图 EA /V ： E （MnO4 2－ / MnO2）=  2 1 [3E （MnO4－ / MnO2） E _  （MnO4－ / MnO4 2－ ）] =  2 1 [3×1.700V－0.5545V]  =2.27V E （MnO2/ Mn 3+）= 2E （MnO2/ Mn 2+） E _  （Mn 3+ / Mn 2+） =2×1.2293V－1.51V  =0.95V  （2） E （MnO4 2－ / MnO2）> E （MnO4－ / MnO4 2－ ）， 所以，酸性溶液中 MnO4 2－ 能歧化。反应方程式为： 3MnO4 2（aq）＋4H +（aq）⇌2 MnO4－ （aq）＋MnO2（s）＋2H2O（l） m = E MF rG ­zF =  －331.0 kJ﹒mol ­1 K = EMF lg 0.0592V  z  K