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新大学化学1--3章答案 下载本文

12. 在腐蚀电极中( C )

A.阴极必将发生析氢反应 B.阴极必将发生吸氧反应

C.阴极的实际析出电势必高于阳极的实际析出电势 D.极化作用使得腐蚀作用加快

三.填空题

1. 在一定条件下,以下反应均可向右进行, Cr2O72??6Fe2??14H??2Cr3??6Fe2?3??7H2O4? (1)

2Fe3??Sn2??2Fe?Sn (2)

2+

上述物质中最强的氧化剂应为Cr2O7,最强的还原剂应为Sn 。

2. 原电池是由 自发 的氧化-还原反应所组成的.在这种反应中,必伴随着 电子迁移

的过程。

3. 对于氧化-还原反应,若以电对的电极电势作为判断的依据时,其自发的条件必为

E+>E- 。

4. 某原电池的一个电极反应为2H2O?O2?4H极 。

5. 若某原电池的一个电极发生的反应是Cl2?2e?2ClFe2????2-

?4e,则这个反应一定发生在 负

?,而另一个电极发生的反应为

),则该原电池的电池符号应

?e??Fe3?,已测得E(Cl2/Cl)?E(Fe?3?/Fe2?为 (-)Pt|Fe3+,Fe2+ || Cl-|Cl2| Pt(+) 。

6. 已知反应H2(g)?Hg2(aq)?2H(aq)?2Hg(l),E?0.797V,则E(Hg7. 在Cu-Zn原电池中,若E(Cu2?2????2?/Hg(l))= 0.797V 。

/Cu)?E(Zn2?/Zn),在Cu电极和Zn电极中分别注入

氨水,则可能分别导致该原电池的电动势 先降低 和 后升高 。 8. 25℃时,若电极反应2D(aq)?2e????D2的标准电极电势为-0.0034V,则在相同温度

???#27688;?#20934;状态下反应2H(aq)?D2(g)?2D(aq)?H2(g)的E= 0.0034V ,

?rG= -6.56×102J?mol-1 ,K?= 1.3 。

?

9. 电解CuSO4溶液时,若两极?#21152;?#38108;,则阳极反应为Cu?2e?CuCu2??2?,阴极反应为

?2e??Cu ;若阴极使用铜做电极而阳极使用铂做电极,则阳极反应为

2H2O?4e??O2?4H ,阴极反应为Cu??2??2e2???Cu;若阴极使用铂做电极而

2?阳极使用铜做电极,则阳极反应为Cu?2e?Cu

,阴极反应为Cu?2e??Cu。

(四)问答题

1. 试从电子运动方向,离子运动方向,电极反应,化学变化与电转换作用本质,反应自发

性五个方面列表比较原电池与电解池的异同。

2. 半电池(A)是由镍片浸在1.0mol?kg-1的Ni2+溶液中组成的,半电池(B)是由锌片浸在

1.0mol?kg的Zn溶液中组成的。当将半电池(A)和(B)分别与标准氢电极连?#24188;?#25104;原电池,测得原电池的电动势分别为E(A?H2)?0.257V,E(B?H2)?0.762V.试回答下面问题:

(1)当半电池(A)和(B)分别与标准氢电极组成原电池时,发现金属电极溶解.试确定各半电池的电极电势符号是正还是负。

(2)Ni、Ni2+、Zn、Zn2+中,哪一种物质是最强的氧化剂?

(3)当将金属镍放入1.0mol?kg的Zn溶液中,能否发生反应?将金属锌浸入1.0mol?kg的Ni2+溶液中会发生什么反应?写出反应方程式。

(4)Zn与OH能反应生成Zn(OH)4.如果在半电池(B)中加入NaOH,?#21183;?#30005;极电势是变大变小还是不变?

(5)将半电池(A)和(B)组成原电池,何者为正极?电动势是多少? 3.根据下面的电池符号,写出相应的电极反应和电池总反应.

电池符号 (-)Zn|Zn||Fe|Fe(+) (-)Ni|Ni2+||Fe3+, Fe2+|Fe(+) (-)Pb|Pb2+||H+|H2|Pt(+) (-)Ag|AgCl|Cl-||I-|I2|Pt(+) 4.写出下列电解的两极产物.

电解液 CuSO4水溶液 MgCl2水溶液 KOH水溶液 阳极材料 Cu 石墨 Pt 阴极材料 Cu Fe Pt 阳极产物 阴极产物 2+2+2+

-2--1

2+

-1

-1

2+

电极反应 电池总反应. 五.计算题

1. 将Cu片插入盛有0.5mol?Kg的CuSO4溶液的烧杯中,Ag片插入盛有0.5mol?Kg的AgNO3溶液烧杯中:

(1)写出该原电池的电池符号;

(2)写出电极反应式和原电池的电池反应; (3)求该电池的电动势;

(4)若加入氨水于CuSO4溶液中,电池的电动势将如何变化?若加氨水于AgNO3溶液中,情况又如何?(定性回答) 解:(1)电池符号:

(-)Cu|Cu(0.5mol?Kg) || Ag(0.5mol?Kg) |Ag(+) (2)

Cu?2Ag?-1-1

2+-1+-1

?Cu2??2Ag

(3) 0.449V

(4)

2. 已知电极反应NO3-+3e+4H+?NO+2H2O的EΘ(NO3-/NO)=0.96V,求当

b(NO3)=1.0mol?Kg时,PNO=100Kpa的中性溶液中的电极电势.并?#24471;?#37240;度对NO3氧化性的影响。

解: NO3氧化能力受酸度的影响.若酸度较大,其氧化能力增大,所以浓硝酸的氧 化能力强。

3. 对含有Ag+的溶液加入Cl-,使达平衡时Cl-的浓度为1.0mol?Kg-1。计算Ag+/ Ag电对的 电极电势.试回答计算结果?#24471;?#20102;什么。

解:?#24471;鰨?#27687;化型离子生成沉淀时,会降低电对的电极电势。 4. 已知ZnE?2?--1-

-

?2e?Zn,E????0.76V;ZnO2?2?2H2O?2e?Zn?4OH??,

??1.22V。试通过计算?#24471;?#38156;在标准状态下,既能从酸中,又能从碱中置换放出氢气。

5. 已知某原电池的正极是氢电极,p(H2)?100kPa,负极的电极电势是恒定的。当氢电 极中pH=4.008时,该电池的电动势是0.412V.如果氢电极中所用的溶液改为一未知b(H+)的缓冲溶液,?#31181;?#26032;测得原电池的电动势为0.427V.计算该缓冲溶液的b(H+)和pH值.如果该缓冲溶液中b(HA)?b(A)?1.0mol?kgKa(HA)????1,求该弱酸HA的解离常数。

1.8?10?4?1.0解:

1.0?1.8?10?4

-1

2+

6. 某原电池的一个半电池是由金属Co浸在1.0mol?Kg的Co溶液中组成;另一半电池则 由Pt片浸入1.0mol?Kg-1的Cl-溶液中并不断通入Cl2(p(Cl2)?100kPa)组成.实验测得电池的 电动势为1.63V;钴电极为负极.已知E?(Cl2/Cl?)?1.36V.回答下面问题:

(1)写出电池反应方程式;

?(2)E(Co2?/Co)为多少?

(3)p(Cl2)增大时,电池电动势将如何变化?

(4)当Co浓度为0.010mol?Kg时,电池电动势是多少? ΔrGm为多少? 解: (1)

Co(s)?Cl2(g)?Co2?2?2+-1

(aq)?2Cl(aq)

?2??(2) E(Co/Co)?E(Cl/Cl)?E??1.36?1.63??0.27V

(3) P(Cl2)增大时,E(正)增大, 电池电动势E增大。 (4) ΔrGm =-326.1KJ?mol

7. 将氢电极和?#20351;?#30005;极插入某HA-A-的缓冲溶液中,饱和?#20351;?#30005;极为正极.已知

b(HA)?1.0mol?kg?1-1

,b(A)?0.10mol?kg??1,向此溶液中通入H2(100kPa),测得其电动势为

0.4780V。

(1)写出电池符号和反应方程式; (2)求弱酸HA的解离常数。 解:(1)电池符号为:

(-)Pt|H2(100kPa)|HA(1.0mol?kg-1),A-(0.10mol?kg-1) || KCl(饱和)|Hg2Cl2(s)|Hg| Pt (+) 电池反应方程式为:

Hg2Cl2(s)?H2(g)?2A(aq)?2Hg(l)?2HA(aq)?2Cl(aq)

?? (2)

Ka(HA)???1.0?10?4?0.101.0??1.0?10?5

8. 试以中和反应H(aq)?OH(aq)?H2O(l)为电池反应,设计成一种原电池(用电池符

K??号表示).分别写出电极半反应,并求算该电池在25℃时的标准电动势及

解: E?。

?E????E???14?0?0.8288?0.8288V

Kw?1?109. 根据下列反应及其热力学常数,计算银-氯化银电对的标准电极电势EΘ(AgCl/Ag)

H2+2AgCl=2H++2Cl-+2Ag。已知该反应在25℃时的ΔrHmΘ=-80.80KJ?mol-1, ΔrSm=-127.20J?mol?K。 解: E(AgCl/Ag)= 0.222V

10. 在0.10mol?Kg-1的CuSO4溶液中投入锌粒,求反应达平衡后溶液中Cu2+的浓度。

解:

b(Cu)=2.0×10

11. 选用Fe, Cu, Zn, Al片,?#21450;簦?#36136;量摩尔浓度均为1.0mol?Kg-1的FeCl3, CuSO4, ZnSO4,

2+

-38

ΘΘ

-1

-1

AgNO3溶液,及0.01mol?Kg-1的FeCl2溶液,设计一个电动势最大的原电池。假定此电池可 用来电解(忽略其它因素影响)CuSO4溶液(阳极用Cu,阴极用Fe),回答下列问题?#28023;?(1)写出原电池的两极反应及电池符号; (2)计算原电池的电动势及ΔrGm; (3) 写出电解池的两极反应。

解?#28023;?)Zn|ZnSO4(1.0mol?Kg) || FeCl3(1.0mol?Kg),FeCl2(0.01mol?Kg)|C (2)

ΔrGm=-3.186×105J?mol-1

(3)两极反应:阳极:Cu-2e-=Cu2+

2+

--1

-1

-1

阴极:Cu+2e=Cu





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