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醫(yī)用化學(xué)-習(xí)題參考答案:第六章 氧化還原與電極電位

醫(yī)用化學(xué):習(xí)題參考答案 第六章 氧化還原與電極電位:第六章氧化還原與電極電位習(xí)題解答1.指出下列各物質(zhì)中畫(huà)線元素的氧化數(shù)。O3H2O2I2O5Cr2O72-MnO4-N2H4解:O3(0)H2O2(-1)I2O5(+5)Cr2O72-(+6)MnO4-(+7)N2H4(-2)2.完成并配平下列在酸性溶液中進(jìn)行的反應(yīng)的方程式。(1)Fe2++NO3-Fe3++NO2(2)Cr2O72-+H2O2Cr3++O2(3)M

第六章 氧化還原與電極電位 習(xí)題解答

1.指出下列各物質(zhì)中畫(huà)線元素的氧化數(shù)。

O3 H2O2   I2O5 Cr2O72- MnO4- N2H4

解:O3 (0)H2O2(-1)I2O5(+5)

Cr2O72-(+6)  MnO4- (+7)  N2H4(-2)

2.完成并配平下列在酸性溶液中進(jìn)行的反應(yīng)的方程式。

(1)Fe2+ + NO3-Fe3+ + NO2

(2)Cr2O72-+ H2O2Cr3+ + O2

(3)MnO42- + H+MnO4- + Mn2+

(4)Zn + NO3-Zn2+ + NH4+

解:(1)Fe2++ NO3- + 2H+ == Fe3+ + NO2+ H2O

(2)Cr2O72-+ 3H2O2 + 8H+ == 2Cr3+ + 3O2+ 7H2O

(3)5MnO42-+ 8H+ == 4MnO4- + Mn2+ + 4H2O

(4)4Zn + NO3-+10H+4Zn2+ + NH4+ + 3H2O

3.完成并配平下列在堿性溶液中進(jìn)行的反應(yīng)的方程式。

(1)Fe(OH)2 + H2O2Fe(OH)3

(2)Br2 + IO3-Br- + IO4-

(3)MnO2 + H2O2MnO42-

解:(1)2Fe(OH)2 + H2O2 == 2Fe(OH)3

(2)Br2+ IO3-+ 2OH- == 2Br- + IO4-+H2O

(3)MnO2+ H2O2 + 2OH- == MnO42-+ 2H2O

4.試用符號(hào)表明下列各組電對(duì)(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)組成的原電池。寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)式。

(1)Cu2+/Cu,Ni2+/Ni

(2)Fe2+/Fe,Cl2/Cl-

(3)Cu2+/Cu,Ag+/Ag

解:(1)電池符號(hào)(-)Ni︱Ni2+(1 mol·L-1)‖Cu2+(1 mol·L-1)︱Cu(+)

電極反應(yīng):    正極Cu2+ +2e-→Cu 負(fù)極Ni -2e-→Ni2+

電池反應(yīng): Cu2++ Ni→Cu + Ni2+

(2)電池符號(hào)(-)Fe︱Fe2+(1 mol·L-1)‖Cl-(1 mol·L-1),Cl2(101.325KPa)︱Ptbhskgw.cn/kuaiji/(+)

電極反應(yīng): 正極Cl2 +2e-→2 Cl- 負(fù)極Fe -2e-→Fe2+

電池反應(yīng): Cl2+ Fe→Fe2++ 2 Cl-

(3)電池符號(hào)(-)Cu︱Cu2+(1 mol·L-1)‖Ag+(1 mol·L-1)︱Ag(+)

電極反應(yīng): 正極Ag+ + e → Ag負(fù)極Cu -2e-→Cu2+

電池反應(yīng): 2Ag++ Cu→Cu2++ 2Ag

5.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電位表的數(shù)據(jù),判斷下列每一組中較強(qiáng)的氧化劑和較強(qiáng)的還原劑(均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。

(1)Hg2+/Hg22+,Ni2+/Ni,Zn2+/Zn

(2)Cl2/Cl-,Br2/Br-,I2/I-

解:(1)較強(qiáng)的氧化劑是Hg2+,較強(qiáng)的還原劑是Zn

(2)較強(qiáng)的氧化劑是Cl2,較強(qiáng)的還原劑是I-

6.根據(jù)電極電位表中的數(shù)據(jù),

(1)按由強(qiáng)到弱的順序排列下述還原劑:Sn、Pb、Sn2+、Br-

(2)按由強(qiáng)到弱的順序排列下述氧化劑:Sn4+,F(xiàn)e3+,I2,Cd2+

解:(1)Sn >Pb >Sn2+>Br-

(2)Fe3+>I2>Sn4+>Cd2+

7.寫(xiě)出298K時(shí)下列電極反應(yīng)的能斯特方程式。

(1)Sn2++2e-Sn

(2)Cr3++e-Cr2+

(3)AgCl+e-Ag+Cl-

(4)Cr2O72-+14H++6e-2Cr3++7H2O

解:(1)φSn2+/Sn0Sn2+/Sn +

(2)φCr3+/Cr2+0Cr3+/Cr2+  +

(3)φAgC/Ag0AgC/Ag +  

(4)φCr2O72-/Cr3+0Cr2O72-/Cr3+  +

8.計(jì)算298K時(shí)下列電對(duì)的電極電位。

(1)Sn4+(0.01 mol·L-1)/Sn2+(1 mol·L-1)

(2)Br2(l)/Br-(0.01 mol·L-1)

(3)Cl-(0.2 mol·L-1),AgCl(s)/Ag

(4)Fe3+(0.1 mol·L-1)/Fe2+(0.5 mol·L-1)

解:(1)φSn4+/Sn2+0Sn4+/Sn2+ + =0.15-0.05916=0.091V

(2)φBr2/Br-0Br2/Br-  +  =1.065+2×0.05916=1.183V

  (3)φAgC/Ag0AgC/Ag +  =0.2223+0.05916×0.6989=0.264V

(4)φFe3+/Fe2+0Fe3+/Fe2+  + =0.77-0.05916×0.6989=0.729V

9.計(jì)算298K時(shí)下列電池的電動(dòng)勢(shì),標(biāo)明正、負(fù)極,列出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。

(1)Pt︱Sn4+(0.1 mol·L-1),Sn2+(0.01 mol·L-1)‖Cd2+(0.1 mol·L-1)︱Cd

(2)Pt︱Fe3+(0.5 mol·L-1),F(xiàn)e2+(0.05 mol·L-1)‖Mn2+(0.01 mol·L-1),H+(0.1 mol·L-1),MnO4-(0.1 mol·L-1)︱Pt

(3)Pt︱H2(101.325kPa),HCl(0.01 mol·L-1),AgCl(s)︱Ag

(4)Pt︱Fe3+(1.0 mol·L-1),F(xiàn)e2+(0.01 mol·L-1)‖Hg2+(1.0 mol·L-1)︱Hg

解:

 (1)φCd2+/Cd0Cd2+/Cd  + =-0.403-0.05916/2=-0.433V

φSn4+/Sn2+0Sn4+/Sn2+ + =0.15+0.05916/2=0.180V

電動(dòng)勢(shì)ESn4+/Sn2+Cd2+/Cd=0.180-(-0.433)=0.613V

正極: Sn4+(0.1 mol·L-1),Sn2+(0.01 mol·L-1)︱Pt,電極反應(yīng):Sn4+ +2e-→Sn2+

負(fù)極:Cd2+(0.1 mol·L-1)︱Cd, 電極反應(yīng):Cd- 2e-→Cd2+

電池反應(yīng):Cd + Sn4+→Sn2+ + Cd2+

(2)φFe3+/Fe2+0Fe3+/Fe2+  + =0.77+0.05916=0.829V

φMnO4-/Mn2+0MnO4-/Mn2+ + =1.491-0.05916×7/5=1.408V

電動(dòng)勢(shì)EMnO4-/Mn2+Fe3+/Fe2+ =1.408-0.829=0.579V

正極: Mn2+(0.01 mol·L-1),H+(0.1 mol·L-1),MnO4-(0.1 mol·L-1)︱Pt

電極反應(yīng):MnO4-+ 8H++5 e-→Mn2++ 4H2O

負(fù)極: Fe3+(0.5 mol·L-1),F(xiàn)e2+(0.05 mol·L-1)︱Pt

電極反應(yīng): Fe2+-e- →Fe3+

電池反應(yīng):MnO4-+ 5Fe2++ 8H+→Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

(3)φH+/H20H+/H2  + =0-0.05916×2=-0.118V

φAgCl/Ag0AgCl/Ag  + =0.7996+0.05916×2=0.918V

電動(dòng)勢(shì)EAgCl/AgH+/H2=0.918-(-0.118)=1.036V

正極:HCl(0.01 molbhskgw.cn/sanji/·L-1),AgCl(s)︱Ag,電極反應(yīng):AgCl +e-→Ag +Cl-

負(fù)極:HCl(0.01 mol·L-1),H2(101.325kPa)︱Pt,電極反應(yīng):H2- 2e-→2H+

電池反應(yīng):2AgCl + H2→Ag +2HCl

(4)φFe3+/Fe2+0Fe3+/Fe2+  + =0.77+2×0.05916=0.888V

φHg2+/Hg0Hg2+/Hg+ =0.851V

電動(dòng)勢(shì)EFe3+/Fe2+Hg2+/Hg =0.888-0.851=0.037V

正極: Fe3+(1.0 mol·L-1),F(xiàn)e2+(0.01 mol·L-1)︱Pt 電極反應(yīng):Fe3+ +  e- → Fe2+

負(fù)極: Hg2+(1.0 mol·L-1)︱Hg 電極反應(yīng):Hg - 2e-→Hg2+

電池反應(yīng): 2Fe3++ Hg → 2Fe2++  Hg2+

10.用下列反應(yīng)組成原電池,寫(xiě)出電池組成式,計(jì)算298K時(shí)的電動(dòng)勢(shì),并判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。

(1)2Ag+Cu(NO3)2(0.01 mol·L-1)2AgNO3(0.1 mol·L-1)+Cu

(2)2Cr3+(0.01 mol·L-1)+2Br-(0.1 mol·L-1)2Cr2+(0.1 mol·L-1)+Br2

解:

(1)φCu2+/Cu0Cu2+/Cu  + =0.3402-0.05916=0.281V

φAg+/Ag0Ag+/Ag  + =0.7996-0.05916=0.740V

φAg+/Ag>φCu2+/Cu,反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。電池組成式為:

(-)Cu︱Cu(NO3)2(0.01 mol·L-1)‖AgNO3(0.1 mol·L-1)︱Ag(+)

電動(dòng)勢(shì)EAg+/AgCu2+/Cu=0.740-0.281=0.459V

(2)φCr3+/Cr2+0Cr3+/Cr2+  +  =-0.41-0.05916=-0.469V

φBr2/Br-0Br2/Br-  +  =1.065+0.05916=1.124V

φBr2/Br>φCr3+/Cr2+,反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。電池組成式為:

(-)Pt︱Cr3+(0.01 mol·L-1),Cr2+(0.1 mol·L-1)‖Br-(0.1 mol·L-1),Br2︱Pt(+)

電動(dòng)勢(shì)EBr2/BrCr3+/Cr2+=1.124-(-0.469)=1.593V

11.計(jì)算298K時(shí)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)。

(1)2Fe3++2I-2Fe2++I2

(2)2Ag++Sn2+2Ag+Sn4+

解: (1),K=8.81×107

(2),K=9.12×1021

12.用玻璃電極與飽和甘汞電極插入pHs=3.57的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中,組成電池,在298K時(shí)測(cè)得其電動(dòng)勢(shì)Es=0.0954V。再將溶液換成未知pH值的溶液組成電池,298K時(shí)測(cè)得其電動(dòng)勢(shì)Ex=0.340V,求待測(cè)溶液的pH值。

解:

=7.70

13.有一原電池(-)A︱A2+‖B2+︱B(+),當(dāng)[A2+]=[B2+]時(shí),其電動(dòng)勢(shì)為0.360V,現(xiàn)若使[A2+]=0.1 mol·L-1, [B2+]=1.0×10-4 mol·L-1,這時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì)為多少?

解:EB2+/BA2+/A= φ0B2+/B - φ0A2+/A+

當(dāng)[A2+]=[B2+]時(shí),其電動(dòng)勢(shì)為0.360V,即:φ0B2+/B- φ0A2+/A=0.360V。所以,當(dāng)[A2+]=0.1 mol·L-1, [B2+]=1.0×10-4 mol·L-1時(shí):

EB2+/BA2+/A= φ0B2+/B - φ0A2+/A+

=0.360 +

=0.21V

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