第七章氧化还原反应 1、确定下列化合物中$原子的氧化数 (a)HhS04(b)NaS20:(C)K2S20:(dS0,2:(e)S4062。 解：设题给化合物中S原子的氧化数依次为，和5，根据上述有关规则可得 (a)2(+1)+1(x1)+4(-2F0 x1=+6 (b)2(+1+2(x2+3(-2)=0 x2=+2 (C2(+1)+2x3+8-2F0 x=+7 (d1x+3(-2F-2 x=+4 (e)4x5)+6(-2=-2 x3=+2.5 2、在酸性条件下配平MnO4ˉ+SO,2→Mm2++S02 解：MnO:+5e+8HMn2+4H0() S02+H0=S02+2Hr+2C (2) (1)×2+(2)x5得 2Mn0:+5S0:2+6H 2Mm2++5S042+3H,0 核实：原子数、电荷数（都要相等） 3、配平 Cl2(g)+NaOH(aq)>NaCKaq)+NaCIO;(aq) 解：C12+2e=2CI (1) CL2+120H=2C10;+6,0+10e (2) (1)×5+(2)得：6Cl+120H=10CT+2C10;+6,0 化简得.3C1,+60H=5C+C10;+3H,0 3Cl2 +6NaOH=5NaCl+NaClO,+3H,O 4、计算Z2浓度为0.001molL时锌电极的电极电势
第七章 氧化还原反应 1、确定下列化合物中 S 原子的氧化数： (a) H2SO4；(b) Na2S2O3；(c) K2S2O8；(d)SO3 2- ；(e) S4O6 2-。 解：设题给化合物中 S 原子的氧化数依次为 x1, x2, x3, x4 和 x5, 根据上述有关规则可得: (a) 2(+1)+1(x 1)+4(-2)=0 x 1=+6 (b) 2(+1)+2(x 2)+3(-2)=0 x 2=+2 (c) 2(+1)+2(x 3)+8(-2)=0 x 3=+7 (d) 1(x 4)+3(-2)=-2 x 4=+4 (e) 4(x 5)+6(-2)=-2 x 5=+2.5 2、在酸性条件下配平 MnO4 － + SO3 2- →Mn2+ + SO4 2- 解：MnO4 － + 5e- + 8H+ Mn2+ + 4H2O (1) SO3 2-+ H2O SO4 2- + 2H+ +2e- (2) （1）×2 +（2）×5 得 2MnO4 － + 5SO3 2- + 6H+ 2Mn2+ + 5SO4 2- + 3H2O 核实：原子数、电荷数（都要相等） 3、配平 解： （1） （2） （1）× 5 +（2）得： 化简得： 4、计算 Zn2+浓度为 0.001mol/L 时锌电极的电极电势 Cl (g) NaOH(aq) NaCl(aq) NaClO (aq) 3 Δ 2 + ⎯→ + − − Cl + 2e = 2Cl 2 − − − Cl +12OH = 2ClO + 6H O +10e 2 3 2 6Cl2 +12OH =10Cl + 2ClO3 + 6H2O − − − 3Cl2 + 6OH = 5Cl +ClO3 + 3H2O − − − 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl+ NaClO3 +3H2O
解：该电极反应是：Zn++2e一Zn E(Z☑m2*1Zn)=-0.762y E2n*1Z=E'(21Z+0052gcZn/e 2 E(zn*1Zm=-0.762+0.05921g0.01=-0.8510W 2 5、向银电极Ag(1mol/L)1Ag中加NaC1溶液产生沉淀后[CFl.0molL,问此时电极 电势是多大？ 解：Ag*+Cr=AgCI K.=Ag][CH[Ag"]=Kp /[C 查表得K=1.8×10~0 Ee1e=0.80V 代入能斯特公式 E(4g/48)=E(48/48)+0.0592Ag] 1 B(4g1Ag)=E(Ag*1Ag+0.0592E Ka 1—gp=080+0.0592g1.8×1010=0.22y 1 6、298K时，Fe/Fe2+电极[Femol,Fe20.1molH',和Cr2*/Cu电极Cr2*]=0.1mo 构成原电池.己知E”(Fe/Fe2)-0.77VE(Cu2*/Cu)-0.337V.写出此原电池的电池符号： 计算电动势E值：计算电池反应的平衡常数K“值 ()Cu/Cu2*(0.Imol.L-)IIFe(Imol.L-).Fe2(0.Imol.L-)Pt (+ E(+)-E(FeF)=E(FeFe0059F 1 c(Fe")/c =0.7+0.0592g0 =0.8292(W
解：该电极反应是：Zn2+ + 2e- Zn 5、 向银电极 Ag+ （1mol/L） /Ag 中加 NaCl 溶液产生沉淀后[Cl- ]=1.0 mol/L，问此时电极 电势是多大？ 解： Ag+ + Cl- AgCl Ksp = [Ag+ ][Cl- ] [Ag+ ]= Ksp / [Cl- ] 查表得 代入能斯特公式 6、298K 时，Fe3+/ Fe2+电极 [Fe3+]=1mol. l -1 , [Fe2+]=0.1mol. l -1 ,和 Cu2+/Cu 电极 [Cu2+]=0.1mol. l -1 , 构成原电池。已知 E (Fe3+/ Fe2+)=0.77V, E (Cu2+/Cu)=0.337V。写出此原电池的电池符号； 计算电动势 EMF 值；计算电池反应的平衡常数 K 值. 解：（－）Cu|Cu2+(0.1mol.L-1 )||Fe3+(1mol.L-1 ),Fe2+(0.1mol.L-1 )|Pt（+） 0.8292( ) 0.1 1 0.77 0.0592lg ( ) ( ) lg 1 0.0592 ( ) ( ) ( ) 2 3 3 2 3 2 V c Fe c c Fe c E E Fe Fe E Fe Fe = = + + = = + + + + + + + 10 1.8 10− = Ksp E V Ag Ag 0.80 / + = V Cl K E Ag Ag E Ag Ag s p lg1.8 10 0.22 1 0.0592 0.80 [ ] lg 1 0.0592 ( / ) ( / ) 10 = + = + = − − + + + + + = + lg Ag 1 0.0592 E(Ag / Ag) E (Ag / Ag) E (Zn / Zn) 0.762V 2 = − + E Zn Zn E Zn Zn lg c(Zn )/ c 2 0.0592 ( / ) ( / ) 2+ 2+ 2+ = + lg 0.001 0.851( ) 2 0.0592 ( / ) 0.762 2 E Zn Zn = − + = − V +
E()=E(C/C)=E(Cu/C)+0052Cu 2 =0.37+00592g01 =0.3074W) ExF =E,-E. =0.8292-0.3074 =0.5218V gK°.2ZE%-E].2x07-037=14.63 0.0592 0.0592 K0=4.27×104 7、己知原电池（←）PHPH(mol-L)Cu2*(0.010moL)1Cu(+),25℃时测得电池的 电动势为0.46V,计算溶液的pH值。 解： E.E(CC)0592g (C 2 =0.34+0.0592g0.010 2 =0.28V E.=E-Ewr=0.28-0.46=-0.18 E.E()0592 2 -0.18=0.0+00592gcH')1cy 2 c(H*)=9.1×10mol/L,plH=3.04 8、原电池放电时，其电动势如何变化？当电池反应达到平衡时，电动势等于多少？ 答：原电池放电时，其电动势逐渐减小。当化学反应达到平衡时都满足△，G=0,电池反应 也不例外，再根据电动势与摩尔反应自由能变的关系△，Gm=-FE,可以明确地得到电 动势E=0。 9、怎样判断氧化剂和还原剂的氧化能力、还原能力的大小？为什么许多物质的氧化能力溶
0.5218( ) 0.8292 0.3074 0.3074( ) lg 0.1 2 0.0592 0.337 lg ( ) 2 0.0592 ( ) ( ) ( ) 2 2 2 V E E E V E E Cu Cu E Cu Cu c Cu c MF = = − = − = = + − = = + + − + + + 14 4.27 10 14.63 0.0592 2 (0.77 0.337) 0.0592 [ ] lg = = − = − = + − K Z E E K 7、已知原电池 (-)Pt|H2(Pθ )|H+ (x mol·L-1 )‖Cu2+(0.010 mol·L-1 ) |Cu(+)，25℃时 测得电池的 电动势为 0.46V，计算溶液的 pH 值。 解： 0.28( ) lg 0.010 2 0.0592 0.34 lg( ( )/ ) 2 0.0592 ( / ) 2 2 V E E Cu Cu c Cu c = = + = + + + + E E E 0.28 0.46 0.18(V) − = + − MF = − = − ( ) 9.1 10 / 3.04 lg( ( )/ ) 2 0.0592 0.18 0.00 lg( ( )/ ) 2 0.0592 ( / ) 4 2 2 2 = = − = + = + + − + + + − c H mol L pH c H c E E H H c H c ， 8、原电池放电时，其电动势如何变化？当电池反应达到平衡时，电动势等于多少？ 答：原电池放电时，其电动势逐渐减小。当化学反应达到平衡时都满足 ΔrGm=0，电池反应 也不例外，再根据电动势与摩尔反应自由能变的关系 ΔrGm=-nFE，可以明确地得到电 动势 E=0。 9、怎样判断氧化剂和还原剂的氧化能力、还原能力的大小？为什么许多物质的氧化能力溶
液的酸碱性有关？ 答：电对电极电势越大，其氧化态的氧化能力越大：电对电极电势越小，其还原态的还原能 力越大。由于有的电极电势反应有H或OH参与，严格讲，溶液pH对电极电势的影响， 实质上还是浓度对电极电势的影响。 10、影响氧化还原反应速率的因素有哪些？可采取哪些指施加速反应？ 答：影响氧化还原反应速率的因素有：浓度、温度、催化剂和诱导反应等。一般情况下增加 氧化剂的浓度可以增加反应速度，升高反应温度反应速度变快，催化剂是加快氧化还原反应 的有效措施之一。 小、在含有相同浓度的F©2及1的溶液中逐滴加入KC,O:溶液，哪种离子先被氧化？为什 么？ 答：查表得E°(Fe·1Fe2)=0.77NE(L2/I)=0.54V,E(C,O,1Cr)=1.33V 在标态时，E(C5O,21Cr)-E(Fe31Fe2+)<E(C5O,21Cr+)-E(L,1I) 根据电动势大的先反应的原则，K,C2O:应先氧化F
液的酸碱性有关？ 答：电对电极电势越大，其氧化态的氧化能力越大；电对电极电势越小，其还原态的还原能 力越大。由于有的电极电势反应有 H+或 OH－参与，严格讲，溶液 pH 对电极电势的影响， 实质上还是浓度对电极电势的影响。 10、影响氧化还原反应速率的因素有哪些？可采取哪些措施加速反应？ 答：影响氧化还原反应速率的因素有：浓度、温度、催化剂和诱导反应等。一般情况下增加 氧化剂的浓度可以增加反应速度，升高反应温度反应速度变快，催化剂是加快氧化还原反应 的有效措施之一。 11、在含有相同浓度的 Fe2+及 I -的溶液中逐滴加入 K2Cr2O4 溶液，哪种离子先被氧化？为什 么？ 答：查表得 ( / ) 3+ 2+ E Fe Fe ＝0.77V, ( / ) 2 − E I I =0.54V， ( / ) 2 3 2 7 − + E Cr O Cr =1.33V 在标态时， ( / ) 2 3 2 7 − + E Cr O Cr － ( / ) 3+ 2+ E Fe Fe < ( / ) 2 3 2 7 − + E Cr O Cr － ( / ) 2 − E I I 根据电动势大的先反应的原则，K2Cr2O4 应先氧化 I -