无机及分析化学第六章答案.doc

1、1第六章 氧化还原平衡及氧化还原滴定法 习题1下列物质中元素的氧化数。（1）CrO 42 中的 Cr （2）MnO 42 中的 Mn（3）Na 2O2 中的 O （4）H 2C2O42H2O 中的 C解答：(1) Cr：6；(2) Mn：6； (3) O ：1； (4) C ：32. 下列反应中，哪些元素的氧化数发生了变化？并标出氧化数的变化情况。（1）Cl 2H 2OHClOHCl（2）Cl 2H 2O22HCl O 2（3）Cu2H 2SO4 (浓)CuSO 4SO 22H 2O（4）K 2Cr2O76KI14HCl2CrCl 33I 27H 2O8KCl解答：(1)Cl：from 0 t

2、o 1 and 1(2)Cl：from 0 to 1；O： from 1 to 0(3)Cu：from 0 to 2； S： from 6 to +4(4)Cr： from 6 to 3； I：from 1 to 03. 用离子电子法配平下列在碱性介质中的反应式。（1）Br 2OH BrO 3 Br（2）Zn ClO Zn(OH) 42 Cl （3）MnO 4 SO 32 MnO 42 SO 42(4) H2O2Cr(OH) 4 CrO 42-H 2O解答：(1) Br212OH 2BrO 3 6H 2O10e（ 2eBr 22Br ）56Br 212OH 2BrO 3 6H 2O10 Br

3、(2) Zn 4OH Zn(OH) 42 2eH2OClO 2e 2OH Cl Zn H 2O2OH ClO Zn(OH) 42 Cl 2（3）(MnO 4 e MnO 42 )22OH SO 32 H 2OSO 42 2e2MnO4 2OH SO 32 2MnO 42 H 2OSO 42(4) (H2O22e2OH )3(4OH Cr(OH) 4 CrO 42 4 H 2O3e) 23 H2O22OH 2Cr(OH) 4 2CrO 42 8 H 2O4. 用离子电子法配平下列在酸性介质中的反应式。(1) S2O82 Mn 2 MnO 4 SO42(2) PbO2 HCl PbCl 2 Cl

4、2 H 2O(3) Cr2O72 Fe2 Cr 3 Fe3(4) I2 H 2SI S解答：(1) (S 2O82 2e 2SO 42 )5(4H2OMn 2 MnO 4 8H 5e)25 S2O82 8H 2O2 Mn 2 2MnO 4 16H 10SO42(2) PbO2 4H 2ePb 2H 2O2Cl Cl 2 2ePbO2 4HCl PbCl 2 Cl 2 2H 2O(3) Cr2O72 14H 6e 2Cr 3 7H 2O (Fe2 Fe3 e) 6Cr2O72 14H 6 Fe 2 2Cr 3 7H 2O6 Fe 3(4) I2 2e2I H2S S2H 2eI2 H2S2I S

5、 2H35. Diagram galvanic cells that have the following net reactions.(1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu (2) Ni + Pb2+ = Ni2+ + Pb (3) Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag (4) Sn + 2H+ = Sn2+ + H2解答：（1）. ()Fe| Fe 2+(c1)Cu 2+(c2) |Cu（）（2）. ()Ni| Ni 2+(c1)Pb 2+(c2) |Pb（）（3）. ()Cu| Cu 2+(c1)Ag +(c2) |Ag（）（4）. ()Sn| Sn 2+(c1)H

6、+(c2) |H2,Pd（）6. 下列物质在一定条件下都可以作为氧化剂：KMnO 4 、K 2Cr2O7 、CuCl 2、FeCl 3、H 2O2、I 2、Br 2 、F 2、PbO 2 试根据标准电极电势的数据，把它们按氧化能力的大小排列成顺序，并写出它们在酸性介质中的还原产物。解答：氧化能力由大到小排列如下：解答：(3)KMnO 4 、(5)K 2Cr2O7 、(9)CuCl 2、(7)FeCl 3、(2)H 2O2、(8)I 2、(6)Br 2 、(1)F 2、(4)PbO 2在酸性介质中的还原产物依次如下：Mn2+、Cr 3+、Cu、Fe 2+、H 2O、I 、Br 、F 、Pb 2+

7、7.Calculate the potential of a cell made with a standard bromine electrode as the anode and a standard chlorine electrode as the cathode.解答：已知 Cl2/Cl 1.358V； Br2(l)/Br 1.087V则电动势 E = () ()1.3581.0870.271（V）8. Calculate the potential of a cell based on the following reactions at standard conditions.(

8、1) 2H2S H 2SO3 3S 3H 2O （2）2Br 2Fe 3 Br 2 2Fe 2(3)Zn Fe2 FeZn 2 (4)2MnO4 5H 2O26HCl2MnCl 2 2KCl8H 2O5O 2解答：（1）0.308V （2） 0.316V （3）0.323V （4）0.828V49. 已知 MnO4 8H 5e Mn2 4H 2O 1.507VFe3 e Fe 2 0.771V(1)判断下列反应的方向MnO4 5Fe 2 8H Mn 2 4H 2O5Fe 3(2)将这两个半电池组成原电池，用电池符号表示该原电池的组成，标明电池的正、负极，并计算其标准电动势。(3)当氢离子浓度为

9、 10molL1 ，其它各离子浓度均为 1molL1 时，计算该电池的电动势。解答：（1）MnO 4 5Fe 2 8H Mn 2 4H 2O5Fe 3正向进行(2) ()Pt| Fe 3 (c1)，Fe 2 (c2)MnO 4 (c3)，Mn 2 (c4) | Pt（）E 1.5070.7710.736V(3) E1.507(0.0592/5)lg10 80.7711.6020.7710.831V10. 已知下列电池 Zn| Zn2 (x molL1 )Ag (0.1 molL1 )|Ag 的电动势 E1.51V求 Zn2 离子的浓度。解答：E + -( Ag+/Ag0.0592lg cAg+

10、) ( Zn2+/Zn lgcZn2+)1.51mol L2059.(0.7990.0592lg0.1) (0.763 lgcZn2+)1.51mol L. c(Zn2 )0.58 molL 111.当 HAc 浓度为 0.10 molL1 ，p(H 2)=100kPa，测得 E(HAc/ H2)=-0.17v.求溶液中 H+的浓度和 HAc 的解离常数 Ka解：由题意得，E（HAc/H 2） = E（HAc/H 2）+0.059lgH +2/p（H2）/p =0.059 lgH+=-0.17V可得H+=1.3110 -3 molL1HAc 的解离常数 Ka =（H+）2/(c- H +)=1

11、.7410-512.在标准状况下，MnO 2 和 HCl 反应能否制得 Cl2？如果改用 12 molL1 的浓盐酸呢（设5其他物质仍处于标准态）？解：由题意得，正极反应：MnO 22e+4H +Mn 2 2H 2O负极反应：4HCl(浓)Cl 22Cl -+4H+2e标准状况下 E = E MnO2/ Mn2 E Cl2/ Cl-=1.23v-1.358v=-0.128v0说明改用 12 molL1 的浓盐酸时能制得氢气13. 为了测定 PbSO4 的溶度积，设计了下列原电池（） Pb| PbSO4，SO 42 (1.0 molL1 )Sn 2 (1.0 molL1 )|Sn（）在 25C

12、时测得电池电动势 E 0.22V，求 PbSO4 溶度积常数 Ksp。解答： 正 0.136v 0.220.136- 负 负 0.356VPb 2 SO42 Ksp 0.3560.126 lgPb2 059.0.126 lg.1K spKsp 1.7 10814利用下述电池可以测定溶液中 Cl-的浓度，当用这种方法测定某地下水 Cl-含量时，测得电池的电动势为 0.280v，求某地下水中 Cl-的含量() Hg(s)| Hg 2Cl2(l) | KCl(饱和) Cl -(c )| AgCl(s) |Ag(s)（）解：由题意得：E AgCl(s) |Ag(s)=E Ag+|Ag(s)+0.059

13、lg AgCl /AgCl-1=0.799-0.059 lgCl-1查表得 E Hg(s)| Hg2Cl2(l) | KCl(饱和) =0.25v故电池的电动势为 E=E+-E-=（0.799-0.059 lgCl -1）-0.25=0.280V0.059 lgCl-1=0.269故Cl -1=3.63104 molL1615. 根据标准电极电势计算 298K 时下列电池的电动势及电池反应的平衡常数(1) () Pb(s)| Pb 2 (0.1 molL1 )Cu 2 (0.5 molL1 )|Cu(s)（）(2) () Sn(s)| Sn 2 (0.05 molL1 )H (1.0 molL

14、1 )|H2(105Pa),Pt(s)（）(3) ()Pt，H 2(105Pa)|H (1 molL1 )Sn 4 (0.5 molL1 )，Sn 2 (0.1 molL1 )|Pt(）(4) ()Pt，H 2(105Pa)|H (0.01 molL1 )H (1.0 molL1 )|H2(105Pa)，Pt （）解答：(1) 负 0.126 lg0.10.156209.正 0.337 lg0.50.328E0.328(0.156)0.484E 0.3370.1260.463lgK K 4.3810 -150592.463(2) 正 0负 0.136 lg0.050.1752.E0.175lg

15、K K 3.9310 4 059.136(3) 负 0正 0.151 lg 0.1752.1.E0.172lgK K 1.5910 5059.4(4) 正 0负 0 lg 0.1184259.1)0.(2E0.1184K 1716下列三个反应：（1）A B A B（2）A B2 A 2 B（3）A B3 A 3 B的平衡常数值相同，判断下述那一和说法正确？(a)反应（1）的值 最大而反应（3）的值 最小；(b)反应（3）的 值最大；（c）不明确 A 和 B 性质的条件下无法比较 值的大小；（d）三个反应的 值相同。答：C17试根据下列元素电势图：A VCuCu 521.01583.02Aggg

16、 796.uA 8.129.1FeeFe 47.07.03回答 Cu 、Ag 、Au 、Fe 2 等离子哪些能发生歧化反应。解答：Cu 、Au 能发生歧化。18计算在 1 molL1 溶液中用 Fe3 滴定 Sn2 的电势突跃范围。在此滴定中应选用什么指示剂？若用所选指示剂，滴定终点是否和化学计量点符合？解答： Sn4/ Sn2 0.154V Fe3/ Fe2 0.771V 突跃范围：（0.1543 ）0.2428 V （0.7713 ）0.5934 V2059. 10592.选次甲基蓝；符合， sp 0.36V3154.7119将含有 BaCl2 的试样溶解后加入 K2CrO4 使之生成 B

17、aCrO4 沉淀，过滤洗涤后将沉淀溶于 HCl 再加入过量的 KI 并用 Na2S2O3 溶液滴定析出的 I2，若试样为 0.4392g，滴定时耗去0.1007 molL1 Na2S2O329.61mL 标准溶液，计算试样中 BaCl2 的质量分数。8解答： Ba2 CrO 42 BaCrO 4 2CrO 42 6I 16H 2Cr 3 8H 2O3I 2 I22 Na 2S2O3 Na2S4O62NaI Ba 2 CrO42 3/2 I23 S2O32 nBa2 1/3n S2O32BaCl2% 47.14%9.0.08117. 20. 用 KMnO4 法测定硅酸盐样品中的 Ca2+含量，称

18、取试样 0.5863g，在一定条件下，将钙沉淀为 CaC2O4，过滤、洗涤沉淀，将洗净的 CaC2O4 溶解于稀 H2SO4 中,用 0.05052 molL-1 KMnO4 的标准溶液滴定，消耗 25.64mL，计算硅酸盐中 Ca 的质量分数。解答：5Ca 2+5C 2O42-2MnO 4- n(Ca2+)= n(MnO4-)5 n(Ca 2+)=0.003238 mol Ca2+%= %14.205863.01.42221. 大桥钢梁的衬漆用红丹（Pb 3O4）作填料，称取 0.1000g 红丹加 HCl 处理成溶液后再加入 K2CrO4，使定量沉淀为 PbCrO4：Pb2+ + CrO4

19、 2- = PbCrO4将沉淀过滤、洗涤后溶于酸并加入过量的 KI，析出 I2 以淀粉作指示剂用 0.1000 molL1 Na2S2O3 溶液滴定用去 12.00mL，求试样中 Pb3O4 的质量分数。解答： 2Cr2-+6I-+16H+=2Cr3+8H2O+3I2 I2 +2Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI Pb3O43 PbCrO 43 CrO 4 2-9/2 I 29Na 2S2O3 n(Pb3O4)1/9n(Na 2S2O3) Pb 3O4% 41.9010.6.85.91322. 抗坏血酸（摩尔质量为 176.1gmol-1）是一个还原剂，它的半反应为：C6H6O6 +

20、2H+ + 2e = C6H8O69它能被 I2 氧化。如果 10.00mL 柠檬水果汁样品用 HAC 酸化，并加入20.00mL0.02500 molL1 I2 溶液，待反应完全后，过量的 I2 用 10.00mL 0.0100 molL1 Na2S2O3 滴定，计算每毫升柠檬水果汁中抗坏血酸的质量。解答：C 6H6O6 I 22 Na 2S2O3 n(C6H6O6)n(I 2)1/2n(Na 2S2O3)W mlg/0794.0.110.5.0( 23. 已知 Hg2Cl2(s)2e2Hg(l)2Cl 0.28VHg22 2e2Hg(l) 0.80V求： Ksp （Hg 2Cl2） （提示

21、： Hg2Cl2(s) Hg22 2Cl ）解答：Hg 2Cl2(s)2e2Hg(l)2Cl Hg22 2e2Hg(l)将上述两方程式相减得：Hg2Cl2(s) Hg22 2Cl E 0.52V此反应的平衡常数 K ，即是的 Hg2Cl2(s) K sp，因此：lgK lgK sp 17.56 K 10 17.56059.)(Ksp （Hg 2Cl2）= K 10 17.5624. 已知下列标准电极电势Cu2 2e Cu 0.34VCu2 e Cu 0.158V(1).计算反应 CuCu 2 2Cu 的平衡常数。(2) 已知 Ksp (CuCl)1.210 6 ，试计算下面反应的平衡常数。Cu

22、Cu 2 2Cl = 2CuCl解答：(1) Cu 2 2e CuCu2 e Cu Cu2 0.158 Cu Cu0.3410=0.34 21 158.0 0.522VlgK K 7.110 7059.)2(2)对负极：CuCle CuCl KspCu Cl CuCl/Cu0.522 lgCu 12.0.5220.0592 lg 因为 Cl 1mol/LClKsp CuCl/Cu0.5220.592lg1.2 1060.171V对正极：Cu 2 eCl = CuCl Cu2+/Cucl Cu2+/Cu Cu2+/Cucl0.0592 lg（Cu 2+/Cu+） =0.158+0.0592 lg

23、（1/ Ksp (CuCl)）=0.158+0.0592 lg （1/1.2 10-6）=0.504VlgK =5.630592.1)74(K 4.22 10525. 吸取 50.00mL 含有的 IO3 和 IO4 试液，用硼砂调溶液 pH，并用过量 KI 处理，使IO4 转变为 IO3 ，同时形成的 I2 用去 18.40mL 0.1000 molL1 Na2S2O3 溶液。另取10.00mL 试液，用强酸酸化后，加入过量 KI，需同浓度的 Na2S2O3 溶液完成滴定，用去48.70mL。计算试液中 IO3 和 IO4 的浓度。.解答：IO 4 + 2 I +2H+=IO3-+I2+H2O , IO4 I 22 Na 2S2O3 , n(IO4 )=1/2n(Na2S2O3)C(IO4 )= =0.01840mol/L0.518强酸酸化以后：7 I +8H+=4I2+4H2O , IO4 4I 28 Na 2S2O3 , n(IO4 )=1/8n(Na2S2O3)IO3 +5 I +6 H+=3 I2+3 H2O , IO3 3 I 26 Na 2S2O3 , n(IO3 )=1/6n(Na2S2O3)I2+2 Na2S2O3= Na2S4O6+NaI , 设滴定 IO4 所消耗的 Na2S2O3 的体积数为 V1ml，滴定 IO3 为 V2ml