精編資料推薦氧化還原反應(yīng)

1、專業(yè)資料推薦5第5章氧化還原反應(yīng)【5-1】指出下列物質(zhì)中劃線原子的氧化數(shù)：(6) S2O32(6) S: +62(1) Cr2O7(2)N2O(3)NH3(4)HN3(5)Ss解：(1)Cr: +6; (2)N: +1; ( 3)N: 3; ( 4) N: 1/3; ( 5) S: 0;【5-2】用氧化數(shù)法或離子電子法配平下列方程式：(1) As2O3+HNO3+H20H3AsO4+NO(2) K2C2O7+H2S + H2SO4 > K2SO4+C2(SO4)3+S + H2O(3) KOH+Br2 > KBrO3+KBr+H 2O(4) K2MnOq+HzO > KMnO

2、4+ MnO2+KOH(5) Zn+HNO3 > Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O(6) l2+CI2+H2O > HCl+HIO 3(7) MnO4-+H2O2+H+Mn2+O2+H2O(8) MnO4-+SO32-+OH- > MnO42-+SO42-+H2O解：(1) 3AS2O3 +4HNO3+7H2O=6H3AsO4 +4NO(2) K2Cr2O7 +3H2S+4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3 +3S+7H2O(3) 6KOH+3BQ =KBrO 3+5KBr+3H 2O(4) 3K2MnO4+2H2O=2KMnO 4+ MnO2+4KOH(5)

3、4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O(6) l2+5CI2+6H2O=1OHCI+2HIO3(7) 7MnO4-+5H2O2+6H + =2Mn2+5O2 +8H2O“ 、 -2- 2-2-(8) 2MnO4+SO3 +2OH =2MnO4 +SO4 +H2O【5-3】寫出下列電極反應(yīng)的離子電子式：(2) I2 t IO3(1) 62O72- t Cr3+(酸性介質(zhì))(酸性介質(zhì))(3) MnO2 t Mn(OH) 2(堿性介質(zhì))(4) Cl2 t CIO3(堿性介質(zhì))解：(1) 62O72- + 14H+ + 6e- t 2Cr3+ + 7H2O(2) I2 + 6

4、H2O t2IO3- +12H+ +10e(3) Mn。？ + 2H2O +2e- t Mn(OH) 2 J + 2OH(4) CI2 + 12OH- t 2CIO3- + 6H2O + 10e-【5-4】下列物質(zhì)：KMnO 4, K262O7, CuCl2, FeCb, I2和CI2,在酸性介質(zhì)中它們都能作為氧化劑。試把這些物質(zhì)按氧化能力的大小排列，并注明它們的還原產(chǎn)物。解：在酸性介質(zhì)中，KMnO 4, K2C2O7, CuCl2, FeCl3, 12和C",作為氧化劑，其還原產(chǎn)物分別為(離 子)：Mn2+, Cr3+,Cu, Fe 2+, I -, Cl -, .值越大，氧化能力

5、越強，依據(jù)電極電勢表，F(xiàn)2 +2e = 2F以=2.87VMnO4一 +8H + +5e = Mn 2+ +4H2O汪 1.51VCl2 +2e = 2C"= 1.36V62O72 一+14H + +6e = 2Cr3+ +7H 2O:亠 1.33VBr2 +2e = 2Br見 1.065VFe3+ +e = Fe2+丄 0.771VI2 +2e = 2：廷 0.5345VCu2+2e = Cu汪 0.337V得氧化能力從大到小依次排列為F2>M nO 4->CI 2>Cr2O72->Br2(aq)>Fe3+>l2>Cu2+。【5-5】下列物

6、質(zhì)：FeCl2, SnCI2, H2, KI , Li , Mg , Al，在酸性介質(zhì)中它們都能作為還原劑。試把這些物質(zhì)按還原能力的大小排列，并注明它們的氧化產(chǎn)物。解:°值越小，還原本領(lǐng)越強。在酸性介質(zhì)中，F(xiàn)e2+, Sn 2+, H2, I -, Li , Mg , Al分別被氧化為 Fe3+, Sn4+, H+, I2, Li+, Mg2+, Al3+，依據(jù)電極電勢,Li = Li + +e“ = 3.045VMg= Mg2+ +2e門=2.37 VAl = Al 3+ +3e" = 1.66VH2 =2H+ +2e以=0.00VSn2+ =Sn4+ + 2e二=0.1

7、54V2I = I2 + 2e以=0.5345VFe2+= Fe3 + +e" = 0.771V得還原能力從大到小依次排列為Li>Mg>AI>H 2>Sn2+>l->Fe2+?！?-6】當(dāng)溶液中c ( H+)增加時，下列氧化劑的氧化能力是增強、減弱還是不變?(1) CI2(2) Cr2O723+(3) Fe(4) MnO 4解：（1） CI2 +2e = 2C，電極反應(yīng)中無H +參與，H*濃度增加時，氧化能力不變。2 +3+(2) C2O7 +14H +6e = 2Cr +7H2O,(3) Fe3+ + e = Fe2+ ,H +濃度增加時, +2

8、 +(4) MnO4+8H+5e = Mn +4H2O,H+濃度增加時，氧化能力增強。氧化能力不變。H +濃度增加時，氧化能力增強?！?-7】計算下列電極在 298K時的電極電勢:(1) Pt I H+(1.0 K)-2mol/L) , Mn 2+(1.0 W4mol/L) , MnO 4-(0.10mol/L)(2) Ag , AgCl(s) I CI(1.0 10'2mol/L)提示：電極反應(yīng)為 AgCl(s) + e- = Ag(s) + Cl(3) Pt, O2(10.0kPa)I QH0 W2mol/L)MnO/Mn2 -二營gMM忙.36V(2)；AgCl/Ag1二 Agc

9、l/Ag 0.0592lg0.341VCl "1(3)O2 + 4e+ 2H2O = 4OH解: (1) MnO4 + 8H+ + 5e- =Mn 2+ + 4H?Oe0.0592 P02/P ,o2/oh-O2/OH lg -4 = 0.505V4 OH 丁【5-8】寫出下列原電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式，并計算各原電池的電動勢(298K):(1) Fe I Fg+(1.0mol/L)|(Cl0mol/L)2C00kPa), Pt(2) Pt I Fe+(1.0mol/L) , Fe3+(1.0mol/L)I 4Ce.0mol/L) , Ce3+(1.0mol/L)I PtPt(3

10、) Pt, H2(100kPa) I H(1.0mol/L)L>072 (1.0mol/L) , Cr3+(1.0mol/L) , H+(1.0 W"2mol/L)(4) Pt I Fe+(1.0mol/L) , Fe3+(1.0mol/L)I 3J(3.0mol/L) , HNO 2(0.020mol/L),+ -2 ,H (1.0 10 mol/L) I Pt解：(1) Cl2(g) + Fe = Fe2+ + 2Cl-2+ -Fe + 2e = Fe<pFe2 /Fe=-0.04400.0592 lg1.0 二-0.440VCl2 + 2e =2Cl.1.36 %1

11、00/1001.0=1.36VE = 1.36 - (-0.440) = 1.80 V(2) Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+Ce+ e- = Ce3+於心九610.0592lg1.01.0= 1.61VFe+ e- =Fe2+1 0Fe3 7Fe2 =0.7710.0592lg0.771VE = 1.61 - 0.771 = 0.84 V專業(yè)資料推薦(3)負(fù)極反應(yīng)：2H+ + 2e = H2正極反應(yīng):2-+3+eg + 14H + 6e = 2Cr + 7H2O電池反應(yīng):2+3+C2O7- + 3H2 + 8H = 2Cr + 7H 2O電動勢：E ©CQ。3 T

12、WH)心3 蔦.01014)0.00 "V(4)負(fù)極反應(yīng)：Fe3+ + e = Fe2+正極反應(yīng)：NO3- + 3H+ 2e = HNO 2 + H2O電池反應(yīng)：2+3+NO3- + 2Fe + 3H = HNO 2 + 2Fe + H2O電動勢：E(Fe3 . Fe2 ) =0.771 0.0592lg0.10 = 0.712VE(NO3. HNO2) =0.94 一00592lgO.010 = 1.00VE =1.00 0.712 =0.29V【5-9】根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，判斷下列各反應(yīng)能否進行?(1) Zn + Pb2+ t Pt + Zn2+(2) 2Fe3+ + Cu t C

13、u2+ + 2Fe2+(3) I2 + 2Fe t 2Fe + 2I(4) Zn + OH - t Zn(OH) 4 一 + H2Zn 肝 + 2e- =ZnE6 =-0*763V解：Pt1+2e- PbE° =-0.1261V肝=0.337V段=0.771V兩強處于左下 一右上對角線位置，反應(yīng)能正向進行。Cu2+ + 2e(2)Fe3+ e_ =兩強處于左下 一右上對角線位置，反應(yīng)能正向進行。H + 2e-21E° = 0,5345V(3)Fe3*+ e- =Fe2K E° = 0,771V反應(yīng)物處于右下 一左上位置，反應(yīng)不能正向進行。(4) Zn()r +2e

14、Zn + OIP 護辱=1. 285 V(4)2112() + 2e' Ha + 2OH-嚴(yán)=一6 828 VZn4 2OH+2H£O Zn(OH)r + Ha 可進行【5-10】應(yīng)用電極電勢表，完成并配平下列方程式：(1) H2O2 + Fe2+ + H + t(2) I- + IO3- + H+ t(3) Mn O4- + Br- + H + f2+3+解：(1) H2O2 + 2Fe + 2H = 2Fe + 2H2O(2) 5I- + I03- + 6H+ = 312 + 3出0 +2+(3) 2Mn°4 + 10Br + 16H = 2Mn + 5Br2

15、+ 8H 20【5-11】應(yīng)用電極電勢表，判斷下列反應(yīng)中哪些能進行？若能進行，寫出反應(yīng)式。(1) Cd+HCI(2)Ag+Cu(N0 3)2( 3)Cu+Hg(N0 3)2(4)H2SO3+O2解：(1)Cd +HCl = CdCl 2 + H2 EO-( 0.403) = 0.403V >0,能進行。(2) 2Ag + Cu(NO 3)2 = 2AgN0 3 + Cu E 亠0.337 0.799 = 0.462V <0,不能進行。(3) Cu + Hg(NO 3)2 = Cu(NO3)2 + HgE =0.8565 0.337= 0.52V>0,能進行。(4) 2H2SO

16、3 + 02 = 2H2SO4E 花1.229 0.17=1.059 V>0,能進行?！?-12】試分別判斷Mn。4-在pH=0和pH=4時能否把CI-氧化成CI?(設(shè)除H+外其他物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài))？解：查表，得申命心吐”涇側(cè)pH = O時：甲 -卡空空仗也2轡可兇氧化C卜.z 昇 Mn5Mn2+pH-斗時：. = L5I +J. = LB(V),不能抵化 £卜J 嚀 m5fMn3+l【5-13】先查出下列電極反應(yīng)的擴：MnOv + 我H* * 5子二 Mti> + 4HQCe4* + c*=Cea+ft?+ + 2FcAg* + 孑二 Ag假設(shè)有關(guān)物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，試

17、回答：(1) 上述物質(zhì)中，哪一個是最強的還原劑？哪一個是最強的氧化劑？(2) 上了物質(zhì)中，哪些可把 Fe2+還原成Fe?(3) 上列物質(zhì)中，哪些可把 Ag氧化成Ag + ？解：查表，得此呼虻"0心2<-0 44000 認(rèn)-0.799(V)(1) Fe是最強的還原劑。Ce4+是最強的氧化劑。(2) 以上物質(zhì)都不能把 Fe2+還原成Fe。(3) Mn04-和Ce4+可把Ag氧化成Ag+。【5-14】對照電極電勢表：(1) 選擇一種合適的氧化劑，它能使Sn2+變成Sn4+, Fe2+變成Fe3+，而不能使CI-變成C。(2) 選擇一種合適的還原劑，它能使Cu2+變成Cu，Ag+變成A

18、g,而不能使Fe2+變成Fe。 解：查表，得附錄十四得各電對的電極電勢：電極電對© ?Sn4+/Sn2+© ?Fe3+/Fe2+© ?CI2/C-電極電勢/V0.1540.7711.36電極電對© ?Cu2+/Cu© ?Ag+/Ag© ?Fe2+/Fe電極電勢/V0.3370.799-0.440(1) 所選擇的氧化劑，其相應(yīng)的電極電勢必須大于O?Sn4+/Sn2+= 0.154V和Fe'+/Fe2+ =? ? ?0.771V，但必須小于 0CI2/CI = 1.36V。根據(jù)附錄十四可查得：6NO3/NO2 = 0.80V ,

19、0NO3/HNO2? - ? ? ? -=0.94V , ©NO3/NO = 0.96V , HNO2 / NO= 1.00V , 問汨卜=1.07V , OCIO4/CIO3 = 1.19V , ©O2/H2O = 1.229V , ©MnO2/Mn = 1.23V，等?？梢?，HNO3、HNO 2、B2、HCIO4、O2和 MnO? 等均能使Sn2+變成Sn4+ , Fe2+變成Fe3+，但不能使CI-變成(2) 所選擇的還原劑，其相應(yīng)的電極電勢必須小于©Cu /Cu = 0.337V和©Ag +/Ag = 0.799V ,但必須大于

20、69;?Fe2+/Fe = -0.440V。根據(jù)附錄十四可查得：©?SO42-/H2SO3= 0.17V ,©?Sn4+/Sn2+=0.154V ,©S/H2S = 0.141V ,©?H +/H2=0.0000V，等。可見，H2SO3、Sn2+、H2S和H2 等均能使Cu2+變成Cu, Ag+變成Ag,但不能使Fe2+變成Fe?！?-15】某原電池由標(biāo)準(zhǔn)銀電極和標(biāo)準(zhǔn)氯電極組成。如果分別進行如下操作，試判斷電池電動 勢如何變化？并說明原因。(1) 在氯電極一方增大 CI2分壓；(2) 在氯電極溶液中加入一些KCI ;(3) 在銀電極溶液中加入一些KCI

21、;(4) 加水稀釋，使兩電極溶液的體積各增大一倍。解：查表，得：.-o原電池的電池符號為：' : :(1) 在氯電極一方增大 CI2分壓，根據(jù)能斯特方程，氯電極的電極電勢升高。因原電池的電動勢等于正、負(fù)極電極電勢之差，所以原電池的電動勢也增大。(2) 在氯電極溶液中加入一些KCI后，根據(jù)能斯特方程，氯電極的電極電勢降低。因原電池的電動勢等于正、負(fù)極電極電勢之差，所以原電池的電動勢也降低。9專業(yè)資料推薦(3) 在銀電極溶液中加入一些KCI后，因氯離子與溶液中的銀離子生成氯化銀沉淀，使溶液中銀離子的濃度大大降低，根據(jù)能斯特方程，銀電極的電極電勢也相應(yīng)降低，因而原電池的電動勢增大。(4) 加

22、水稀釋時，因氯離子濃度減小，使正極的電極電勢增大，銀離子濃度減小使負(fù)極的電極 電勢減小，因而原電池的電動勢增大?！?-16】利用電極電勢表，計算下列反應(yīng)在298K時的 rG?。(1) CI2 + 2Br- = 2CI- + Br2(2) I2 + Sn2+ = 2I- + Sn4+(3) MnO2 + 2CI- + 4H = Mn + CI 2 + 2出0解：(1) rG?=之FE? = >96500 >(1.36 -.065) 10-3 = £6.9 kJ mol-1(2) rG' = 2 >96500 (0.5345 -0.154) 1>-= 3.

23、4 kJ mol-(3) rG' = 2 >96500 (1.23 -1.36) >-= 32 kJ mol-【5-17】如果下列反應(yīng)：1 ?(1) H2 + 02 = H2O rG?= - 237kJ/mol2?(2) C + O2 = CO2 rG' = - 394kJ/moI都可以設(shè)計成原電池，試計算它們的電動勢E?。解：(1).匸一工；：-%(2)上；：鬥 一mn【5-18】利用電極電勢表，計算下列反應(yīng)在298K時的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。(1) Zn + Fe2+ = Zn2+ + Fe(2) 2Fe3+ + 2Br- = 2Fe2+ + Br2解：(1)查表， .

24、、：八 中二：、：，一m '：疇比一吐沁品"440 7七763滬也膽10K=8.17 >0(2)查表，氐一-.加"：門叱F0 一瞪吋二警居宀 IM =J(077|-| C>65) = -9966-10K=1.17 >0【5-19】過量的鐵屑置于 0.050mol L-1 Cd2+溶液中，平衡后 Cd2+的濃度是多少？解：查附錄十四得：O'Fe /Fe= -0.440V ,&Cd /Cd = -0.403V11專業(yè)資料推薦根據(jù)題意，該氧化還原反應(yīng)為：Cd2+ + Fe ? Cd + Fe2+其正極反應(yīng)為：Cd2+ + 2e- ? Cd

25、-2+負(fù)極反應(yīng)為：Fe - 2e ? Fe則原電池的電動勢：E?= © ?Cd/Cd - &Fe /Fe = -0.403V -(-0.440V) = 0.037 V? ?IgK ? = z E 70.0592 = 2 0J037 / 0.0592 = 1.25解得：K'=17.783Cd2+2+ Fe ? Cd + Fe初始濃度/molL-10.0500平衡濃度/molL-10.050-xx-二Fe2+x= 17.783Cd2+0.050 -x解之得：x = 4.73 10-2 mol L-1貝U:平衡后 Cd2+ 的濃度為 0.050- 4.73 W-2 = 2.

26、7 10-3 mol L-1【5-20】一原電池由Ni和1.0mol/L Ni 2+與Ag和1.0mol/L Ag +組成，當(dāng)原電池耗盡(即E=0)時, 求Ag+和Ni2+的濃度。解: L代【5-21】求下列原電池的以下各項：(-)mol/Lr Fei+(lxicr5 mol/L)Cr;O7-'(0 1 mol/L), CP+( 1 x()-s)T H*( J moVLH Pt (+)(1) 電極反應(yīng)式；(2) 電池反應(yīng)式；(3) 電池電動勢；(4) 電池反應(yīng)的K 0;(5) 電池反應(yīng)的 rG。解：(1). . i -_負(fù)樓反應(yīng)：= Fe2*(2) :- -； :- :，- -(.U(

27、3) =<.：- -字= “，z、= I："耳0L質(zhì)Q' 蘭申;宀并嚴(yán) + 0.0592 lg= 0571 + (-0237) = 0.534 (V)E = q>* - qr L42 - 0.534 - 0.89 (V)#專業(yè)資料推薦(4) .'弓乂貳慮丁也住 .炸一屁徉(5) . ' U&.E 點：“球忙:血嚴(yán)：I ：'； - A :'!：d.?Ji：.;：.：【5-22】如果下列原電池的電動勢為0.500V (298K):Pt, H2(100kPa) | H+(? mol L-1)II C(1.0 mol L')

28、 | Cu則溶液的H+濃度應(yīng)是多少？解：查表，'0 059> lit*20 500-0337 - ( lg L J ,H+= 1.76x1 (r-tmol/L I2 iOO/tOOPbSO< + V = Pb + SO產(chǎn)Pb2* +2r-=Pb【5-23】已知<pe =-03553 V9* -0.126 V求PbS04的溶度積。解:W Pb-*/Pb電極為正減PbSOj/Pb為負(fù)戰(zhàn)構(gòu)成直電池*電池反應(yīng)為Pb:+ SO?' - PbSO4(s)22 e(SOrPbI+0.126 + 03553*K >pt rksox i【5-24】某原電池，正極為Ag棒插

29、在Ag2SO4飽和溶液中，負(fù)極為Pb棒插在1.8mol/L Pb 2+溶液中，測得電動勢為0.827V。求Ag2SO4的Ksp。解: 0負(fù)=©標(biāo)準(zhǔn) (Pb2+/Pb) -2.303RT/ZF 心(1/Ag +) =-0.117所以 0 正=0.827-0.117=0.710正=0.7991-0.0592 lgX( 1/Ag+)解得Ag +=0.031所以SO42-=0.016所以 Ksp=0.016X0.031 >0.031=1.5376 XI0*-5【5-25】In和Tl在酸性介質(zhì)中的電勢圖分別為In3 叫 2亠15 > In試回答：(1) I n+, Tl+能否發(fā)生歧

30、化反應(yīng)？(2) In , Tl與1mol/L HCl反應(yīng)各得到什么產(chǎn)物?93 亠-1.250.34TlTlTl專業(yè)資料推薦(3) In , Tl與1mol/L Ce4+反應(yīng)各得到什么產(chǎn)物？已知(Ce4+/Ce3+) =1.61V o 解：(1)In+可能發(fā)生歧化反應(yīng)；Tl+不能發(fā)生歧化反應(yīng)。(2) In與1mol/L HCl反應(yīng)生成In3+和氫氣；Tl與1mol/L HCl反應(yīng)生成Tl+和氫氣。(3) In 與 1mol/L Ce4+反應(yīng)生成3+和 Ce3+ ； Tl 與 1mol/L Ce4+反應(yīng)生成 Tl3+和 Ce3+。?【5-26】已知氯在堿性介質(zhì)中的電勢圖(h/V)為：cio4- 涇

31、cioy試求：(1) 0 ?1 和 0 ?2 ;(2)哪些氧化態(tài)能歧化?解: (1) '： : - -2 0"<?心界匚忸+2儼12+20&嚴(yán) 2 eCio37 cio - ftcio37cio2- =2X0.50-033 = 0.67V怦&2= ecio-/ci- - = (0.42 + 136)/2 = 0.89 V(2)由氯元素電勢圖可知， 符合歧化反應(yīng)條件 0?右>0?左的氧化態(tài)有：CIO3、CIO2-、CIO-和Cl2, 它們均能發(fā)生歧化反應(yīng)?！?-27】根據(jù)電極電勢解釋下列現(xiàn)象：(1) 金屬鐵能置換 Cu2+，而Fe3+溶液又能溶解銅。(2) H2S溶液久置會變混濁。(3) H2O2溶液不穩(wěn)定，易分解。(4) 分別用NaNO3溶液和稀H2SO4溶液均不能把Fe2+氧化，但兩者混合后就可將Fe2+氧化。(5) Ag不能置換1 mol L-1 HCl中的氫，但可置換 1 mol L-1 HI中的氫。解：(1)根據(jù)對角線關(guān)系，將各標(biāo)準(zhǔn)電極電勢0?按由小到大排列后，電勢表左下方的物質(zhì)能和右上方的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。F