氧化還原反應(yīng)習(xí)題及答案

1、第五章第五章 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)作作 業(yè)業(yè)參參 考考 答答 案案【第【第2題題(P120)】用氧化數(shù)法或離子電子法配平下列方用氧化數(shù)法或離子電子法配平下列方程式：程式：(2) K2Cr2O7+H2S+H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O(7) MnO4-+H2O2+H+Mn2+O2+H2O 【解法一：氧化數(shù)法】【解法一：氧化數(shù)法】標(biāo)出被氧化和被還原的元素原子的氧化數(shù)標(biāo)出被氧化和被還原的元素原子的氧化數(shù)確定氧化數(shù)增加或減少的數(shù)值（可采用確定氧化數(shù)增加或減少的數(shù)值（可采用“線橋線橋”來表示）來表示）乘以相應(yīng)系數(shù)，使增、減氧化數(shù)相等乘以相應(yīng)系數(shù)，使增、減氧化數(shù)相等(2) K2C

2、r2O7+H2S+H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O Cr2(SO4)3+3 K2Cr2O7+6+3-20H2S+H2SO4K2SO4 +S氧化數(shù)降低氧化數(shù)降低 32氧化數(shù)升高氧化數(shù)升高 233K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O+H2O配平反應(yīng)前后氧化數(shù)未發(fā)生變化的原子數(shù)。配平反應(yīng)前后氧化數(shù)未發(fā)生變化的原子數(shù)。 (7) MnO4- + H2O2 + H+ Mn2+ + O2 + H2O Mn2+ + 5 MnO4- +7+2-10H2O2+ H+ O2 氧化數(shù)降低氧化數(shù)降低 5氧化數(shù)升高氧化數(shù)升高 1255+ H2O222標(biāo)出

3、被氧化和被還原的元素原子的氧化數(shù)標(biāo)出被氧化和被還原的元素原子的氧化數(shù)確定氧化數(shù)增加或減少的數(shù)值（可采用確定氧化數(shù)增加或減少的數(shù)值（可采用“線橋線橋”來表示）來表示）乘以相應(yīng)系數(shù)，使增、減氧化數(shù)相等乘以相應(yīng)系數(shù)，使增、減氧化數(shù)相等配平反應(yīng)前后氧化數(shù)未發(fā)生變化的原子數(shù)。配平反應(yīng)前后氧化數(shù)未發(fā)生變化的原子數(shù)。 2MnO4- + 5H2O2 + 2Mn2+ + 5O26H+ 8H2O【解法二：離子電子法】【解法二：離子電子法】(2) K2Cr2O7+H2S+H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O將反應(yīng)物和產(chǎn)物以離子形式寫出將反應(yīng)物和產(chǎn)物以離子形式寫出: Cr2O72- + H2S + H

4、+ Cr3+ + S + H2O 將氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，一個(gè)發(fā)生氧將氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，一個(gè)發(fā)生氧化反應(yīng)，另一個(gè)發(fā)生還原反應(yīng)：化反應(yīng)，另一個(gè)發(fā)生還原反應(yīng)： H2S S Cr2O72- + H+ Cr3+ + H2O 分別配平兩個(gè)半反應(yīng)：分別配平兩個(gè)半反應(yīng)：H2S - 2e- S + 2H+ Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O 確定兩個(gè)半反應(yīng)得、失電子數(shù)的最小公倍數(shù)，將確定兩個(gè)半反應(yīng)得、失電子數(shù)的最小公倍數(shù)，將兩個(gè)半反應(yīng)分別乘以相應(yīng)系數(shù)，使其得、失電子數(shù)兩個(gè)半反應(yīng)分別乘以相應(yīng)系數(shù)，使其得、失電子數(shù)相等，再將兩個(gè)半反應(yīng)合并為一個(gè)配平的氧化還原相等，再

5、將兩個(gè)半反應(yīng)合并為一個(gè)配平的氧化還原反應(yīng)的離子方程式，最后改寫成化學(xué)方程式。反應(yīng)的離子方程式，最后改寫成化學(xué)方程式。 Cr2O72- + 3H2S + 8H+ = 2Cr3+ + 3S + 7H2O3H2S - 6e- 3S + 6H+ (2e-3=6e-)Cr2O72-+14H+6e-2Cr3+7H2O (6e-1=6e-) +) K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3S+7H2O (7) MnO4- + H2O2 + H+ Mn2+ + O2 + H2O 將氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，一個(gè)發(fā)生氧將氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，一個(gè)發(fā)生氧化反應(yīng)，另一個(gè)發(fā)生還

6、原反應(yīng)：化反應(yīng)，另一個(gè)發(fā)生還原反應(yīng)： H2O2 O2 MnO4- + H+ Mn2+ + H2O 分別配平兩個(gè)半反應(yīng)：分別配平兩個(gè)半反應(yīng)： H2O2 - 2e- O2 + 2H+ MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O 確定兩個(gè)半反應(yīng)的得、失電子數(shù)相等，再將兩個(gè)確定兩個(gè)半反應(yīng)的得、失電子數(shù)相等，再將兩個(gè)半反應(yīng)合并即可。半反應(yīng)合并即可。 5H2O2 -10e-5O2+10H+ (2e-5=10e-)2MnO4-+16H+10e-2Mn2+8H2O (5e-2=10e-) +) 2MnO4-+5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2+8H2O【第【第14題題(P121

7、)】對(duì)照電極電勢(shì)表：對(duì)照電極電勢(shì)表：(1) 選擇一種合適的氧化劑，它能使選擇一種合適的氧化劑，它能使Sn2+變成變成Sn4+，F(xiàn)e2+變成變成Fe3+，但不能使，但不能使Cl-變成變成Cl2 。(2) 選擇一種合適的還原劑，它能使選擇一種合適的還原劑，它能使Cu2+變成變成Cu，Ag+變成變成Ag，但不能使，但不能使Fe2+變成變成Fe ?！窘狻俊窘狻坎楸淼貌楸淼肞459附錄十四得各電對(duì)的電極電勢(shì)：附錄十四得各電對(duì)的電極電勢(shì)：電極電對(duì)電極電對(duì)Sn4+/Sn2+Fe3+/Fe2+Cl2/Cl-電極電勢(shì)電極電勢(shì)/V0.1540.7711.36電極電對(duì)電極電對(duì)Cu2+/CuAg+/AgFe2+/Fe

8、電極電勢(shì)電極電勢(shì)/V0.3370.799-0.440(1) 所選擇的氧化劑，其相應(yīng)的電極電勢(shì)必須大于所選擇的氧化劑，其相應(yīng)的電極電勢(shì)必須大于Sn4+/Sn2+= 0.154V和和Fe3+/Fe2+ = 0.771V ，但必，但必須小于須小于Cl2/Cl- = 1.36V 。根據(jù)。根據(jù)P459附錄十四可附錄十四可查得：查得：NO3-/NO2 = 0.80V ，NO3-/HNO2 = 0.94V ，NO3-/NO = 0.96V ， HNO2 / NO= 1.00V ， Br2/Br-= 1.07V，ClO4-/ClO3 = 1.19V ， O2/H2O = 1.229V，MnO2/Mn2+ =

9、1.23V ，等。，等?？梢?，可見，HNO3、HNO2、Br2、HClO4、O2和和MnO2等等均能使均能使Sn2+變成變成Sn4+，F(xiàn)e2+變成變成Fe3+，但不能使但不能使Cl-變成變成Cl2 。 (2) 所選擇的還原劑，其相應(yīng)的電極電勢(shì)必須小于所選擇的還原劑，其相應(yīng)的電極電勢(shì)必須小于Cu2+/Cu = 0.337V和和Ag+/Ag = 0.799V ，但必須，但必須大于大于Fe2+/Fe = -0.440V 。根據(jù)。根據(jù)P459附錄十四可附錄十四可查得：查得： SO42-/H2SO3= 0.17V ， Sn4+/Sn2+= 0.154V ，S/H2S = 0.141V，H+/H2= 0.

10、0000V ， 等?？梢?，等?？梢?，H2SO3、Sn2+、H2S和和H2等等均均能使能使Cu2+變成變成Cu，Ag+變成變成Ag，但不能使，但不能使Fe2+變成變成Fe ?！镜凇镜?6題題(P121)】利用電極電勢(shì)表，計(jì)算下列反應(yīng)在利用電極電勢(shì)表，計(jì)算下列反應(yīng)在298K時(shí)的時(shí)的rG ： (1) Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2， (2) I2 + Sn2+ = 2I- + Sn4+ (3) MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2 + 2H2O【解】【解】查查P459附錄十四得各電對(duì)的電極電勢(shì)：附錄十四得各電對(duì)的電極電勢(shì)：電極電對(duì)電極電對(duì)Sn4+/Sn2+Br

11、2/Br-Cl2/Cl-電極電勢(shì)電極電勢(shì)/V0.1541.071.36電極電對(duì)電極電對(duì)I2/I-MnO2/Mn2+電極電勢(shì)電極電勢(shì)/V0.53451.23(1) Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：Cl2 + 2e- = 2Cl- 負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)： 2Br- - 2e- = Br2則原電池的電動(dòng)勢(shì)：則原電池的電動(dòng)勢(shì)：E = Cl2/Cl- Br2/Br- = 1.36- 1.07 = 0.29V rG = - zFE = -296500Cmol-10.29V = -55970J mol-1 = -55.97 kJ mol-1 0(2) I2 + Sn2+ =

12、 2I- + Sn4+ 正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：I2 + 2e- = 2I- 負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)： Sn4+ - 2e- = Sn4+ 則原電池的電動(dòng)勢(shì)：則原電池的電動(dòng)勢(shì)：E = I2/I- Sn4+/Sn2+ = 0.5345 - 0.154 = 0.3805V rG = - zFE = -296500Cmol-10.3805V = -73437J mol-1 = -73.44 kJ mol-1 0【第【第19題題(P122)】過量的鐵屑置于過量的鐵屑置于0.050molL-1Cd2+溶液中，平衡后溶液中，平衡后Cd2+的濃度是多少的濃度是多少?【解】【解】 P459附錄十四得：附錄十四得：Fe

13、2+/Fe= -0.440V， Cd2+/Cd = -0.403V根據(jù)題意，該氧化還原反應(yīng)為：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：其正極反應(yīng)為：Cd2+ + 2e- Cd 負(fù)極反應(yīng)為：負(fù)極反應(yīng)為：Fe - 2e- Fe2+則原電池的電動(dòng)勢(shì)：則原電池的電動(dòng)勢(shì)：E = Cd2+/Cd - Fe2+/Fe = -0.403V (-0.440V) = 0.037 VlgK = zE /0.0592 = 2 0.037 / 0.0592 = 1.25K = 17.783Cd2+ + Fe Cd + Fe2+初始濃度初始濃度/molL-1 0.050 0平衡平

14、衡濃度濃度/molL-1 0.050-x xK =Fe2+Cd2+=x0.050-x= 17.783解之得：解之得：x = 4.7310-2 molL-1 則：平衡后則：平衡后Cd2+的濃度為的濃度為 0.050- 4.7310-2 = 2.710-3 molL-1 【第【第21題題(P122)】如果下列原電池的電動(dòng)勢(shì)為如果下列原電池的電動(dòng)勢(shì)為0.500V (298K)：Pt, H2(100kPa) | H+(? molL-1) Cu2+(1.0 molL-1) | Cu則溶液的則溶液的 H+濃度應(yīng)是多少濃度應(yīng)是多少?【解】【解】 P459附錄十四得：附錄十四得：Cu2+/Cu= 0.337

15、V， H+/H2 = 0.0000V根據(jù)題意，該原電池的電動(dòng)勢(shì)：根據(jù)題意，該原電池的電動(dòng)勢(shì)：E = Cu2+/Cu - H+/H2 = 0.337V -H+/H2 = 0.500 V則：則：H+/H2 = - 0.163 V 對(duì)于電極反應(yīng)對(duì)于電極反應(yīng)2H+ + 2 e- H2，根據(jù)能斯，根據(jù)能斯特方程有：特方程有：H+/H2 = H+/H2 -0.05922lgpH2/pc2H+= 0.0000 -0.05922lg1c2H+= - 0.163 V解之得：解之得： cH+ = 1.7610-3 molL-1 即：溶液的即：溶液的 H+濃度應(yīng)是濃度應(yīng)是1.7610-3 molL-1 ?！镜凇镜?

16、3題題(P122)】已知已知Ag+/Ag=0.799 V，Ksp(AgBr) = 7.710-13。求下列電極反應(yīng)的。求下列電極反應(yīng)的： AgBr + e- Ag + Br -AgBr Ag+ +Br - ，Ksp= Ag+Br - = 7.710-13【解】【解】當(dāng)當(dāng)Br - = 1.0molL-1時(shí)時(shí)而而Ag+ + e- Ag Ag+/Ag0.799V AgBr/Ag = Ag+/Ag - 0.0592lg(1/Ksp) = 0.799 - 0.0592lg(7.710-13)-1 = 0.082 VAg+=Ksp/Br -=Ksp相當(dāng)于非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)相當(dāng)于非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的的Ag+/Ag，此時(shí)

17、，此時(shí)cAg+與與cBr 有關(guān)。有關(guān)?！镜凇镜?4題題(P122)】某根據(jù)電極電勢(shì)解釋下列現(xiàn)象：某根據(jù)電極電勢(shì)解釋下列現(xiàn)象：(1) 金屬鐵能置換金屬鐵能置換Cu2+，而，而Fe3+溶液又能溶解銅。溶液又能溶解銅。(2) H2S溶液久置會(huì)變混濁。溶液久置會(huì)變混濁。(3) H2O2溶液不穩(wěn)定，易分解。溶液不穩(wěn)定，易分解。(4) 分別用分別用NaNO3溶液和稀溶液和稀H2SO4溶液均不能把溶液均不能把Fe2+氧化，但兩者混合后就可將氧化，但兩者混合后就可將Fe2+氧化。氧化。(5) Ag不能置換不能置換1 molL-1 HCl中的氫，但可置換中的氫，但可置換1 molL-1 HI中的氫。中的氫?！窘?/p>

18、釋】【解釋】根據(jù)根據(jù)對(duì)角線關(guān)系對(duì)角線關(guān)系，將各標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，將各標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)按按由小到大排列后，電勢(shì)表左下方的物質(zhì)能和右上方由小到大排列后，電勢(shì)表左下方的物質(zhì)能和右上方的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。(1) 金屬鐵能置換金屬鐵能置換Cu2+，而，而Fe3+溶液又能溶解銅。溶液又能溶解銅。反應(yīng)方向：反應(yīng)方向：Cu2+ +FeCu+Fe2+ (金屬鐵置換金屬鐵置換Cu2+) 2Fe3+ +Cu2Fe2+ +Cu2+ (Fe3+溶液溶解銅溶液溶解銅)Fe2+ + 2e- - Fe Fe2+/ /Fe= - 0.440V Cu2+ + 2e- - Cu Cu2+/ /Cu= 0.337VFe3+ +

19、e- - Fe2+ Fe3+ / /Fe2+ = 0.771V【解釋】【解釋】根據(jù)根據(jù)對(duì)角線關(guān)系對(duì)角線關(guān)系，將各標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，將各標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)按按由小到大排列后，電勢(shì)表左下方的物質(zhì)能和右上方由小到大排列后，電勢(shì)表左下方的物質(zhì)能和右上方的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。(2) H2S溶液久置會(huì)變混濁。溶液久置會(huì)變混濁。S+2H+2e- - H2S S/ /H2S= 0.141V O2+4H+4e- - 2H2O O2/ /H2O = 1.229V反應(yīng)方向：反應(yīng)方向：O2+ 2H2S 2H2O + 2S（白色沉淀）（白色沉淀） 因此，因此，H2S溶液久置會(huì)被空氣中的溶液久置會(huì)被空氣中的O2所氧化，生所氧化，生成白色的成白色的S沉淀而變混濁。沉淀而變混濁。(3) H2O2溶液不穩(wěn)定，易分解。溶液不穩(wěn)定，易分解?！窘忉尅俊窘忉尅垦踉氐碾妱?shì)圖（氧元素的電勢(shì)圖（酸性溶液酸性溶液）如下：）如下： 1.229O2H2O2H2O0.682 1.77 由氧元素電勢(shì)