无机及分析化学课后第五章答案

第五章 氧化还原反应

1 解 (1) Cr: +6; (2) N: +1; (3) N: －3; (4) N: －1/3; (5) S: 0; (6) S: +6

2 解 （1）3As2O3 +4HNO3 + 7H2O = 6H3AsO4 +4NO

(2) K2Cr2O7 + 3H2S +4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3S + K2SO4 +7H2O

(3) 6KOH + 3Br2 = KBrO3 +5KBr +3H2O

(4) 3K2MnO4+2H2O = 2KMnO4 +MnO2 +4KOH

4 解

F2 +2e = 2F－  = 2.87V

MnO4－ +8H＋ +5e = Mn2＋+4H2O  = 1.51V

Cl2 +2e = 2Cl－  = 1.36V

Cr2O72－+14H＋+6e = 2Cr3＋+7H2O  = 1.33V

Br2 +2e = 2Br－  = 1.065V

Fe3＋ +e = Fe2＋  = 0.771V

I2 +2e = 2I－  = 0.5345V

Cu2＋+2e = Cu  = 0.337V

氧化能力从上至下依次递减。

5 解

Li = Li＋ +e  = －3.045V

Mg= Mg2＋ +2e  = －2.37V

Al = Al3＋ +3e  = －1.66V

H2 =2H＋ +2e  =0.00V

Sn2＋ =Sn4＋ + 2e  =0.1V

2I－ = I2 + 2e  =0.5345V

Fe2＋= Fe3＋ +e  = 0.771V

6 解 （1）Cl2 +2e = 2Cl－ ，电极反应中无H＋参与，H＋浓度增加时，氧化能力不变。

（2）Cr2O72－+14H＋+6e = 2Cr3＋+7H2O， H＋浓度增加时，氧化能力增强。

（3）Fe3＋ +e = Fe2＋， H＋浓度增加时， 氧化能力不变。

（4）MnO4－ +8H＋ +5e = Mn2＋+4H2O， H＋浓度增加时，氧化能力增强。

8 解 （1）正极 Cl2 （100kPa）+2e = 2Cl－(1.0mol/L)

负极 Fe = Fe2＋(1.0mol/L) +e

电池反应 Cl2（100kPa）+ Fe = 2Cl－(1.0mol/L) + Fe2＋(1.0mol/L)

电动势  = ＋－－ = ＋－－ =1.36－(－0.44)=1.80V

(4) 正极 NO3－(1.0mol/L)+3 H＋(1.0mol/L)+2e = HNO2(0.010mol/L)+H2O

＋ = 0.94－0.059/2 lg0.01=0.999V

负极 Fe2＋(1.0mol/L)= Fe3＋(0.10mol/L) +e

－ =0.771-0.059 lg(1/0.1) = 0.712V

电池反应 NO3

－

(1.0mol/L)+3 H

＋

(1.0mol/L)+2 Fe2

＋

(1.0mol/L) =

HNO2(0.010mol/L)+2 Fe3＋(0.10mol/L) ++H2O

电动势 E =＋－－ =0.999－0.712=0.287V

11 解 （1） Cd +HCl = CdCl2 + H2 E  =0－(－0.403) = 0.403V >0, 能进行。

（2）2Ag + Cu(NO3)2 = 2AgNO3 + Cu E  =0.337－0.799 = －0.462V <0, 不能进行。

（3）Zn + MgSO4 = Zn SO4 + Mg E  =－2.37－(－0.763) = －1.607V<0, 不能进行。

（4）Cu + Hg(NO3)2 = Cu(NO3)2 + Hg E  =0.8565－0.337= 0.52V>0, 能进行。

(5) 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 E  =1.229－0.17=1.059 V>0, 能进行。

13 解 MnO4－ +8H＋ +5e = Mn2＋+4H2O  = 1.51V

Ce4＋ + e = Ce3＋  =1.61V

Fe2＋+2e = Fe  =－0.44V

Ag＋+e = Ag  = 0.799V

(1) Fe是最强的还原剂；Ce4＋是最强的氧化剂。

（2）没有物质可将Fe2＋还原成Fe。

（3）MnO4－ 和Ce4＋均可把Ag氧化成Ag＋

14 解 （1） Sn2＋ =Sn4＋ + 2e  =0.1V

Fe2＋= Fe3＋ +e  = 0.771V

2Cl－ = Cl2 +2e  = 1.36V

符合条件的氧化剂其电极电势应在0.771～1.36V之间。可选择Cr2O72－作氧化剂。

Cr2O72－+14H＋+6e = 2Cr3＋+7H2O  = 1.33V

（2）Cu2＋+2e = Cu  = 0.337V

Ag＋+e = Ag  = 0.799V

Fe2＋+2e = Fe  =－0.44V

符合条件的还原剂其电极电势应在－0.44～0.337V之间。可选择H2SO3作还原剂。

H2SO3+ H2O = SO42－+4 H＋ +2e  = 0.17V。

17 解 (1) △rG=－zFE 

－237×103 = 2×96500 E  求得 E  = 1.23V

(2) △rG=－zFE 

－394×103 =－4×96500E  求得 E  =1.02V

18解 lg K=zE /0.0592

(1) lg K=2×(－0.44＋0.763)/0.0592 = 10.95, K=8.90×1010

(2) lg K=2×(0.771－1.065)/0.0592 =－9.97, K=1.08×10－10

21 解 正极 Cu2＋(1.0mol/L) +2e = Cu ＋= ＋=0.337V

负极 H2 （100kPa）= 2H＋(x mol/L) +2e

电动势 E = ＋－－ =0.337－－ =0.50V

－ =－0.163V

－ =(0.0592/2) lg[H＋]2 = －0.163

求得 [H＋] = 1.73×10－3 mol/L

22 解 正极 PbSO4 + 2e = Pb + SO42－ ＋=－0.3553V

负极 Pb= Pb2＋ +2e －=－0.126V

电池反应 PbSO4 = Pb2＋ + SO42－

E  =＋－－ =－0.3553+0.126=－0.2293V

lg Ksp=zE /0.0592= 2×(－0.2293)/0.0592 = －7.75

Ksp= 1.79×10－8

24 解 （1） Fe + Cu2＋ = Fe2＋+ Cu E  =＋－－ =0.337＋0.44 = 0.777V>0,能进行。

Fe3＋ + Cu = Fe2＋+ Cu2＋ E  =＋－－ =0.771－0.337= 0.434V>0,能进行。

(2) 2H2S +O2 = 2S(s) +2H2O E  =＋－－ =1.229－0.141= 1.088V>0,能进行。

(3) 2H2O2 =2H2O + O2 E  =＋－－ =1.77－0.682 = 1.088V>0,能进行。

(4) Ag + HCl = × 行。

E  =＋－－ =0.00－0.799 = －0.799V<0,不能进

2Ag + HI = 2AgI + H2 E  =＋－－ =0.00＋0.152 = 0.152V>0,能进行。

25 解 （1）对In＋: (右)〉(左)，能发生岐化反应；

对Tl＋: (右)< (左)，不能发生岐化反应。

（2）2In + 6HCl = 2InCl3 + 3H2

2Tl + 2HCl = 2TlCl2 + H2

(3) In + 3Ce4＋ = In3＋+3 Ce3＋

Tl + 3Ce4＋ = Tl3＋+3 Ce3＋

26 解 （1） （2×0.33＋2×1）/4 = 0.5V 1=0.67V

2=（1×0.42＋1×1.36）/2 = 0.V

（2） 能歧化的氧化态为ClO3- , ClO2- , ClO- , Cl2