无机化学练习题(含答案)第11章 电化学基础
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1、教材《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2002年8月第4版。
2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,1992年5月第3版。
《无机化学》邵学俊等编,武汉大学出版社,2003年4月第2版。
《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编,高等教育出版社,1994年4月第3版。
《无机化学例题与习题》徐家宁等编,高等教育出版社,2000年7月第1版。
《无机化学习题精解》竺际舜主编,科学出版社,2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论(2学时)第一章原子结构和元素周期系(8学时)第二章分子结构(8学时)第三章晶体结构(4学时)第四章配合物(4学时)第五章化学热力学基础(8学时)第六章化学平衡常数(4学时)第七章化学动力学基础(6学时)第八章水溶液(4学时)第九章酸碱平衡(6学时)第十章沉淀溶解平衡(4学时)第十一章电化学基础(8学时)第十二章配位平衡(4学时)第十三章氢和稀有气体(2学时)第十四章卤素(6学时)第十五章氧族元素(5学时)第十六章氮、磷、砷(5学时)第十七章碳、硅、硼(6学时)第十八章非金属元素小结(4学时)第十九章金属通论(2学时)第二十章s区元素(4学时)第二十一章p区金属(4学时)第二十二章ds区元素(6学时)第二十三章d区元素(一)第四周期d区元素(6学时)第二十四章d区元素(二)第五、六周期d区金属(4学时)第二十五章核化学(2学时)1 .化学的研究对象什么是化学?●化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。
(太宽泛)●化学研究的是化学物质(chemicals) 。
●化学研究分子的组成、结构、性质与变化。
●化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。
●化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。
精心整理第十一章电化学基础11-1用氧化数法配平下列方程式(1)KClO 3→KClO 4+KCl(2)Ca 5(PO 4)3F+C+SiO 2→CaSiO3+CaF 2+P 4+CO(3)NaNO 2+NH 4Cl →N 2+NaCl+H 2O(4)K 2Cr 2O 7+FeSO 4+H 2SO 4→Cr 2(SO 4)3+Fe 2(SO 4)3+K 2SO 4+H 2O(5)CsCl+Ca →CaCl 2+Cs解:(((((11-2(1(2(3(4(5解:(2(3(4(511-3.用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式(1)K 2Cr 2O 7+H 2S+H 2SO 4——K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+H 2O(2)MnO 42-+H 2O 2———O 2+Mn 2+(酸性溶液)(3)Zn+NO 3-+OH -——NH 3+Zn (OH )42-(4)Cr (OH )4-+H 2O 2——CrO 42-(5)Hg+NO 3-+H +——Hg 22++NO解:(1)K 2Cr 2O 7+3H 2S+4H 2SO 4==K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+7H 2O+3S(2)MnO 42-+2H 2O 2+4H +==2O 2+Mn 2++4H 2O(3)Zn+NO 3-+3H 2O+OH -==NH 3+Zn (OH )42-(4)2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH==-2CrO42-+8H2O(5)6Hg+2NO3-+8H+==3Hg22++2NO+4H2O11-4将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号.(1)Zn+2Ag+=Zn2++2Ag(2)2Fe3++Fe=3Fe2+(3)Zn+2H+=Zn2++H2(4)H2+Cl2=2HCl(5)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O11-5写出下列各对半反应组成的原电池的电池反应、电池符号,并计算标准电动势。
无机化学练习题(含答案)第1章原子结构与元素周期系1-1 试讨论,为什么有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字的位数多达9位,而有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字却少至3~4位分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol,求引起溴分子解离1-2 Br2需要吸收的最低能量子的波长与频率。
1-3 氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm,问:它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁1-4 周期系中哪一个元素的电负性最大哪一个元素的电负性最小周期系从左到右和从上到下元素的电负性变化呈现什么规律为什么1-5 什么叫惰性电子对效应它对元素的性质有何影响1-6 当氢原子的一个电子从第二能级层跃迁至第一能级层时发射出光子的波长是;当电子从第三能级层跃迁至第二能级层时,发射出光子的波长是。
问哪一个光子的能量大1-7 有A,B,C,D四种元素。
其中A为第四周期元素,与D可形成1:1和1:2原子比的化合物。
B为第四周期d区元素,最高氧化数为7。
C和B是同周期元素,具有相同的最高氧化数。
D为所有元素中电负性第二大元素。
给出四种元素的元素符号,并按电负性由大到小排列之。
1-8有A,B,C,D,E,F元素,试按下列条件推断各元素在周期表中的位置、元素符号,给出各元系的价电子构型。
(1)A,B,C为同一周期活泼金属元素,原子半径满足A>B>C,已知C有3个电子层。
(2)D,E为非金属元素,与氢结合生成HD和HE。
室温下D的单质为液体,E的单质为固体。
(3)F为金属元素,它有4个电子层并且有6个单电子。
第2章分子结构2-1 ~ 键可由s-s、s-p和p-p原子轨道“头碰头”重叠构建而成,试讨论LiH(气态分子)、HCl、Cl2分子里的~ 键分别属于哪一种2-2 NF3和NH3的偶极矩相差很大,试从它们的组成和结构的差异分析原因。
2-3 一氧化碳分子与酮的羰基(>C=O)相比,键能较小,键长较小,偶极矩则小得多,且方向相反,试从结构角度作出解释。
(完整word版)⽆机化学之电化学基础题⽬+答案第11章电化学基础1.(0702)⼄酰氯(CH3COCl)中碳的氧化数是…………………………………………………(C)(A)IV (B)II (C)0 (D)-IV2.(3752)对于反应I2+2ClO-3=2IO-3+Cl2,下⾯说法中不正确的是………………………(B)(A)此反应为氧化还原反应(B)I2得到电⼦,ClO-3失去电⼦(C)I2是还原剂,ClO-3是氧化剂(D)碘的氧化数由0增⾄+5,氯的氧化数由+5降为03.(4303)NH4NO2中N的氧化数是………………………………………………………………(D)(A)+1,-1 (B)+1,+5 (C)-3,+5 (D)-3,+3 4.(6731)由下列反应设计的电池不需要惰性电极的是………………………………………(C)(A)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(aq)(B)Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+(C)Zn+Ni2+=Zn2++Ni(D)Cu+Br2=Cu2++2Br-5.(3790)已知:Fe3++e-=Fe2+ ?=0.77V;Cu2++2e-=Cu ?=0.34V Fe2++2e-=Fe ?=-0.44V;Al3++3e-=Al ?=-1.66V则最强的还原剂是……………………………………………………………………………………(D)(A)Al3+(B)Fe2+(C)Fe (D)Al 6.(3794)向原电池Zn│Zn2+(1mol·dm-3)‖Cu2+(1mol·dm-3)│Cu的正极中通⼊H2S⽓体,则电池的电动势将………………………………………………………………………………………(B)(A)增⼤(B)减⼩(C)不变(D)⽆法判断7.(6732)⽤Nernst⽅程式计算Br2/Br-电对的电极电势,下列叙述中正确的是……………(B)(A)Br2的浓度增⼤,?增⼤(B)Br-的浓度增⼤,?减⼩(C)H+浓度增⼤,?减⼩(D)温度升⾼对?⽆影响8.(1202)电解⾷盐⽔,在阴、阳电极上产⽣的是……………………………………………………(B)(A)⾦属钠,氯⽓(B)氢⽓,氯⽓(C)氢氧化钠,氯⽓(D)氢氧化钠,氧⽓9.(6748)使下列电极反应中有关离⼦浓度减少⼀半,⽽电极电势值增加的电极反应是…………(B)(A)Cu2++2e-=Cu(B)I2+2e-=2I-(C)2H++2e-=H2(D)O2+4H++4e-=2H2O10.(0711)已知铜的相对原⼦质量为63.55,在0.50mol·dm-3CuSO4⽔溶液中通过4.825?104库仑电量后,可沉积出Cu约为…………………………………………………………………………(B)(A)7.94g(B)15.89g(C)31.78g(D)63.55g11.(0719)已知, ?(Sn4+/Sn2+)=0.14V, ?(Fe3+/Fe2+)=0.77V,则不能共存于同⼀溶液中的⼀对离⼦是…………………………………………………………………………………………(B)(A)Sn4+,Fe2+(B)Fe3+,Sn2+(C)Fe3+,Fe2+(D)Sn4+,Sn2+ 12.(6749)在Cu-Zn原电池中下列叙述不正确的是………………………………………………(D )(A)盐桥中的电解质可保持两个半电池中的电荷平衡(B)盐桥为原电池构成⼀个闭合回路,使两电极反应能继续进⾏(C)盐桥中的电解质不能参与电池反应(D)电⼦通过盐桥流动13.(4544)已知:Ag ++e -=Ag ?=0.80V ,K sp (AgCl)=2.8?10-10.在25℃时,AgCl+e -=Ag+Cl -的1?为…………………………………………………………(A )(A) 1?= ?+0.059lg K sp (AgCl)(B) 1?= ?-0.059lg K sp (AgCl)(C)1?=0.059lg K sp (AgCl)(D)1?=0.059(AgCl)lg spK14.2分(3717)根据铬在酸性溶液中的元素电势图可知,(Cr 2+/Cr)为……………………(B )Cr 3+─────Cr 2+─────Cr(A)-0.58V(B)-0.91V(C)-1.32V (D)-1.81V 15.(0704)如果将7.16?10-4mol 的XO(OH)+2溶液还原到较低价态,需要⽤26.98cm 3的0.066mol ·dm -3的Na 2SO 3溶液,那么X 元素的最终氧化态为……………………………………………(C )(A)-2 (B)-1 (C)0 (D)+1 16.(6747)有⼀个原电池由两个氢电极组成,其中有⼀个是标准氢电极,为了得到最⼤的电动势,另⼀个电极浸⼊-0.41 V -0.74 V的酸性溶液为………………………………………………………………………(D)(A)0.1mol·dm-3HCl (B)0.1mol·dm-3H3PO4(C)0.1mol·dm-3HAc(D)0.1mol·dm-3HAc+0.1mol ·dm-3NaAc17.(6745)K2Cr2O7与浓盐酸发⽣如下反应的理由△是……………………………………………(D)K2Cr2O7+14HCl?→2CrCl3+3Cl2+2KCl+7H2O(A)因为 ?(Cr O2-/Cr3+)=1.33V< ?(Cl2/Cl-)=1.37V27(B)由于⽤的是浓盐酸,Cl-浓度增⼤使 ?(Cl2/Cl-)增⼤,从⽽使电动势E增⼤(C)由于加热使反应物的动能增加(D)⽤的是浓盐酸,使 ?(Cr O2-/Cr3+)增⼤,同时使27(Cl2/Cl-)减⼩,从⽽电动势E>018.(6743)已知下列反应的原电池的电动势为0.46V,且(Zn2+/Zn)=-0.76V,则氢电极溶液中的pH 为………………………………………………………………………………………………(D)Zn(s)+2H+(x mol·dm-3)?→Zn2+(1mol·dm-3)+H2(101325Pa)(A)10.2 (B)2.5 (C)3 (D)5.1 19.(3795)电池反应:H2(g,100kPa)+2AgCl(s)?→?2HCl(aq)+2Ag(s)E =0.220V ,当电池的电动势为0.358V 时,电池溶液的pH 为…………………………………(B ) (A)2H p E E-(B)059.0220.0358.0-(C)059.02220.0358.0?- (D)0 20.(3796)已知: ?(Fe 3+/Fe 2+)=0.77V , ?(Br 2/Br -)=1.07V ,(H 2O 2/H 2O)=1.78V ,(Cu 2+/Cu)=0.34V , ?(Sn 4+/Sn 2+)=0.15V 则下列各组物质在标准态下能够共存的是…………………………………………………………(B )(A)Fe 3+,Cu (B)Fe 3+,Br 2 (C)Sn 2+,Fe 3+ (D)H 2O 2,Fe 2+21.(6703)使Cr 2+离⼦能放出氢的⽔溶液是…………………………………………………(C )(已知: ?(Cr 3+/Cr 2+)=-0.40V ,(O 2/H 2O)=1.23V)(A)pH=0(B)pH=10(C)pH=0⽆氧(D)pH=7⽆氧 22.(3784)下列电对的电极电势与pH 值⽆关的是………………………………………………(D )(A)MnO -4/Mn 2+ (B)H 2O 2/H 2O (C)O 2/H 2O 2 (D)S 2O -28/SO -2423.(0791)反应3A 2++2B ─→3A+2B 3+在标准状态下电池电动势为1.8V ,某浓度时,反应的电池电动势为1.6V ,则此时该反应的lgK值为…………………………………………………(D ) (A)059.08.13?(B)059.06.13?(C)059.06.16? (D)059.08.16? 24.(3775)当pH=10时,氢电极的电极电势是………………………………………………(A )(A)-0.59V (B)-0.30V (C)0.30V (D)0.59V25.(3747)下⾯氧化还原电对的电极电势不随酸度变化的是…………………………………(D )(A)NO -3-HNO 2 (B)SO -24-H 2SO 3(C)Fe(OH)3-Fe(OH)2 (D)MnO -4-MnO -2426.(3705)⽤Ne -rnst ⽅程式?=][][lg 0591.0还原剂氧化剂z + ?,计算MnO 4-/Mn 2+的电极电势?,下列叙述不正确的是…………………………………………………………………………………(C )(A)温度应为298K (B)Mn 2+浓度增⼤则?减⼩(C)H +浓度的变化对?⽆影响 (D)MnO -4浓度增⼤,则?增⼤ 27.(0717)已知⾦属M 的下列标准电极电势数据:(1)M 2+(aq)+e -=M +(aq) 1?=-0.60V(2)M 3+(aq)+2e -=M +(aq) 2?=0.20V则M 3+(aq)+e -=M 2+(aq)的是…………………………………………………………………(D )(A)0.80V(B)-0.20V(C)-0.40V (D)1.00V 28.(0716)已知 ?(Fe 3+/Fe 2+)=+0.77V , ?(Fe 2+/Fe)=-0.44V ,则(Fe 3+/Fe)的值为…(A )(A)-0.037V(B)+0.55V(C)+0.40V (D)+1.65V 29.(0713)A 、B 、C 、D 四种⾦属,将A 、B ⽤导线连接,浸在稀硫酸中,在A 表⾯上有氢⽓放出,B 逐渐溶解;将含有A 、C 两种⾦属的阳离⼦溶液进⾏电解时,阴极上先析出C ;把D 置于B 的盐溶液中有B 析出。
第十一章电化学基础11-1用氧化数法配平下列方程式(1)KClO3→KClO4+KCl(2)Ca5(PO4)3F+C+SiO2→CaSiO3+CaF2+P4+CO(3)NaNO2+NH4Cl→N2+NaCl+H2O(4)K2Cr2O7+FeSO4+H2SO4→Cr2(SO4)3+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(5)CsCl+Ca→CaCl2+Cs解:(1)4KClO3==3KClO4+KCl(2)4Ca5(PO4)3F+30C+18SiO2==18CaSiO3+2CaF2+3P4+30CO(3)3NaNO2+3NH4Cl==3N2+3NaCl+6H2O(4)K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4==Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+K2SO4+7H2O (5)2CsCl+Ca==CaCl2+2Cs11-2将下列水溶液化学反应的方程式先改为离子方程式,然后分解为两个半反应式:(1)2H2O2==2H2O+O2(2)Cl2+H2O==HCl+HClO(3)3Cl2+6KOH==KClO3+5KCl+3H2O(4)2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4==K2SO4+5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O(5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4==K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O解:(1)离子式:2H2O2==2H2O+O2H2O2+2H++2e-==2H2OH2O2-2e-==O2+2H+(2)离子式:Cl2+H2O==H++Cl-+HClO Cl2+2e-==2Cl–Cl2+H2O-2e-==2H++2HClO (3)离子式:3Cl2+6OH-==ClO3-+5Cl-+3H2O Cl2+2e-==2Cl–Cl2+12OH--10e-==2ClO3-+6H2O (4)离子式:MnO4-+5Fe2++8H+==5Fe3++Mn2++4H2OMnO4-+5e-+8H+==Mn2++4H2O Fe2+-e-==Fe3+(5离子式:Cr2O72-+3H2O2+8H+==2Cr3++3O2+7H2OCr2O72-+6e-+14H+==2Cr3++7H2O H2O2-2e-==O2+2H+11-3.用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式(1)K2Cr2O7+H2S+H2SO4——K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O(2)MnO42-+H2O2———O2+Mn2+(酸性溶液)(3)Zn+NO3-+OH-——NH3+Zn(OH)42-(4)Cr(OH)4-+H2O2——CrO42-(5)Hg+NO3-+H+——Hg22++NO解:(1)K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4==K2SO4+Cr2(SO4)3+7H2O+3S(2)MnO42-+2H2O2+4H+==2O2+Mn2++4H2O(3)Zn+NO3-+3H2O+OH-==NH3+Zn(OH)42-(4)2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH==-2CrO42-+8H2O(5)6Hg+2NO3-+8H+==3Hg22++2NO+4H2O11-4将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号.(1)Zn+2Ag+=Zn2++2Ag(2)2Fe3++Fe=3Fe2+(3)Zn+2H+=Zn2++H2(4)H2+Cl2=2HCl(5)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O11-5写出下列各对半反应组成的原电池的电池反应、电池符号,并计算标准电动势。
第十一章 电化学基础11-1 用氧化值法配平下列方程式 (1)KCl KClO 3KClO 443+=(2)CO 30P 3CaF 2CaSiO 18SiO 18C 30F )PO (Ca 44232345+++=++ (3)O 2H NaCl N Cl NH NaNO 2242++=+(4)O H 7SO K )SO (Fe 3)SO (Cr SO H 7FeSO 6O Cr K 242342342424722+++=++ (5)Cs 2CaCl Ca CsCl 22+=+↑11-2 将下列水溶液化学反应的方程式先改写为离子方程式,然后分解为两个半反应式 (1)2222O O H 2O H 2+=O H e H O H 222222=++-+ -+++=e H O O H 22222(2)HClO HCl O H Cl 22+=+ -+++=+Cl H HClO O H Cl 22--=+Cl e Cl 221-+++=+e H HClO O H Cl 2221(3)O H 3KCl 5KClO KOH 6Cl 3232++=+O H 3Cl 5ClO OH 6Cl 3232++=+-----=+Cl 5e 5Cl 225---++=+e 5O H 3ClO OH 6Cl 23221(4)O H MnSO SO Fe SO K SO H FeSO KMnO 2434242424444)(528104+++=++O H 4Mn 2Fe 5H 8Fe 5MnO 222324++=++++++-O H 4Mn e 5H 8MnO 224+=+++-+--+++=e Fe Fe 3222(5)O H 7O 3)SO (Cr SO K SO H 7O H 3O Cr K 22342424222722+++=++O H O Cr H O H O Cr 22322272732143++=++++-O H 7Cr 2e 6H 14O Cr 23272+=+++-+--+++=e O H O H 2222211-3 用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式:(1)K 2Cr 2O 7 + H 2S + H 2SO 4 → K 2SO 4 + Cr 2(SO 4)3 + S + H 2OCr 2O 72- + 14H + + 6e - === 2Cr 3+ + 7H 2O ① H 2S === S + 2H + + 2e - ② ①+3×②得:Cr 2O 72- + 3H 2S + 8H + === 2Cr 3+ + 3S + 7H 2OO H 7S 3)SO (Cr SO K SO H 4S H 3O Cr K 234242422722+++=++(2) -24MnO + H 2O 2 → O 2 + Mn 2+(酸性溶液)MnO 42- + 8H + + 4e- === Mn 2+ + 4H 2O ①H 2O 2 === O 2 + 2H =+ 2e - ② ①+2×②得:MnO 42- + 2H 2O 2 + 4H + - === Mn 2+ + 2O 2 + 4H 2O(3) Zn + NO 3– + OH – → NH 3 + Zn(OH)42–---+=++OH NH e O H NO 986323 ①---+=+e 2)OH (Zn OH 4Zn 24②①+4×②得: ---+=+++24323)(4674OH Zn NH O H OH NO Zn(4) Cr(OH)4-+ H 2O 2 → CrO 42---=+OH e O H 2222 ①Cr(OH)4-+ 4OH -=== CrO 42-+ 4H 2O + 3e -②①×3+2×②得: 2Cr(OH)4- + 3H 2O 2 +2OH -=== 2CrO 42-+ 8H 2O(5) Hg + NO 3–+ H + → Hg 22+ + NOO H 2NO e 3H 4NO 23+=++-+-①-++=e 2Hg Hg 222②①×2+3×②得: O H 4NO 2Hg 3H 8NO 2Hg 62223++=++++-11-4 将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号。
第十一章卤素和氧族思考题解析1.解释下列现象:(1)在卤素化合物中,Cl、Br、I可呈现多种氧化数。
解:因为Cl、Br、I原子的价层电子排布为ns2np5,当参加反应时,未成对的电子可参与成键外,成对的电子也可拆开参与成键,故可呈现多种氧化数。
(2)KI溶液中通入氯气是,开始溶液呈现红棕色,继续通入氯气,颜色褪去。
解:开始I-被CI2氧化成I2,使溶液呈现红棕色;继续通入氯气,I2被Cl2氧化成无色的IO3-,反应式如下:2I- + Cl2 I2 + 2Cl-I2 + 5Cl2 + 6H2O 2IO3-+ 10Cl-+ 12H+2.在氯水中分别加入下列物质,对氯水的可逆反应有何影响?(1)稀硫酸(2)苛性钠(3)氯化钠解:氯水中存在如下平衡:Cl2 + H2(2)加入苛性钠,平衡向右移动,有利于Cl2的歧化反应;(3)加入氯化钠,平衡向左移动,不利于Cl2的歧化反应。
3.怎样除去工业溴中少量Cl2?解:蒸馏工业溴时,加入少量KBr,使其发生下列反应:Cl2+2KBr →Br2+2KCl4.将Cl2通入熟石灰中得到漂白粉,而向漂白粉中加入盐酸却产生Cl2,试解释之。
解:因为上述过程发生了如下相应反应:40℃以下··3Ca(OH)2 + 2Cl2 Ca(ClO)2 + CaCl2 Ca(OH)2 H2O + H2OCa(ClO)2 + 4HCl 2Cl2 + CaCl2 + 2H2O5.试用三种简便的方法鉴别NaCl、NaBr、NaI。
解:(1)AgNO3(A)Cl-+Ag+→AgCl ↓白色(B)Br-+Ag+→AgBr ↓淡黄色(C)I-+Ag+→AgI ↓黄色(2)Cl2水+CCl4(A)2NaBr +Cl4→2NaCl +Br2在CCl4中呈桔黄色(B)2NaI +Cl4→2NaCl +I2在CCl4中呈紫红色(3)浓H2SO4(A)NaCl +H2SO4→NaHSO4 +HCl ↑(B)NaBr +H2SO4→NaHSO4 +HBr ↑2 HBr +H2SO4→Br2+2H2O +SO2 ↑使品红试纸褪色(C)NaI +H2SO4→NaHSO4 +HI ↑8HI +H2SO4→4I2+4H2O +H2S ↑使Pb(OAc)2试纸变黑6.下列两个反应在酸性介质中均能发生,如何解释?(1)Br2+2I-→2Br-+I2(2)2BrO3-+I2→2IO3-+Br2解:(1)E¢(Br2/ Br-)=1.065V>E¢(I2/I-)=0.5355V,反应能进行。
分子结构1. 试用离子键理论说明由金属钾和单质氯反应,形成氯化钾的过程?如何理解离子键没有方向性和饱和性?答:KCl 的形成表示如下: K(s)→K +(g)+e12Cl 2→Cl(g)Cl (g) +e → Cl -(g) K +(g) + Cl -(g) =KCl (s)离子键的本质是静电作用力,由于离子的电荷分布是球形对称的,因此它对异号离子的引力可以是任何方向,也就是没有方向性;一个离子的周围,能容纳多少个异离子,是随离子的半径变化而变化的,它没有固定的配位数,所以说离子键没有饱和性。
2.用下列数据求氢原子的电子亲和能。
()()K s K g → 1183H kJ mol -∆=⋅ ()()K g K g e +→+ 12419H kJ mol -∆=⋅ 21()()2H g H g → 13218H kJ mol -∆=⋅ ()()()K g H g KH S +-+→ 14742H kJ mol -∆=-⋅21()()()2K s H g KH S +→ 1559H kJ mol -∆=-⋅答:电子亲和能为下列反应的焓变,它由(5)-(4)-(3)-(2)-(1)得到: ()()H g e H g -+→543211597422184198337H H H H H HkJ mol -∆=∆-∆-∆-∆-∆=-+---=-⋅3. ClF 的解离能为1246kJ mol -⋅,ClF 的生成热为-56kJ/mol-1,Cl 2的解离能为238kJ/mol -1,试计算F 2(g)的解离能。
解:据题意:(1) ClF(g) = Cl(g) +F(g) ΔH 1 = 246 kJ ·mol -1 (2)12Cl 2(g) +12F 2(g) = ClF(g) ΔH 2 = -56kJ/mol -1(3)Cl2(g) = 2Cl(g) ΔH3 = 238kJ/mol-12⨯(1)+2⨯(2)-(3)得F2 (g) = 2 F (g)ΔH =2 ΔH1+2ΔH2-ΔH3=2⨯246-2⨯56-238=142 kJ / mol-14. 试根据晶体的构型与半径比的关系,试判断下列AB型离子化合物的晶体构型:BeO NaBr CaS RbI BeS CsBr AgCl解:查表求各离子的Pauling半径如下表:Pauling半径(pm)计算各物质的正负离子半径比以及相应晶体构型如下表:5.试从电负性数据,计算下列化合物中单键的离子性百分数各为多少?NaF AgBr RbF HI CuI HBr CsCl解:查表求出各元素的Pauling电负性数据如下表:各物质的电负性差和相应的离子性百分数如下表:6. 如何理解共价键具有方向性和饱和性?解:共价键是指两个原子间的化学键力通过共享电子而达到的稳定饱和结构的结合力。
第十一章 电化学基础11-1 用氧化值法配平下列方程式 (1)KCl KClO 3KClO 443+=(2)CO 30P 3CaF 2CaSiO 18SiO 18C 30F )PO (Ca 44232345+++=++ (3)O 2H NaCl N Cl NH NaNO 2242++=+(4)O H 7SO K )SO (Fe 3)SO (Cr SO H 7FeSO 6O Cr K 242342342424722+++=++ (5)Cs 2CaCl Ca CsCl 22+=+↑11-2 将下列水溶液化学反应的方程式先改写为离子方程式,然后分解为两个半反应式 (1)2222O O H 2O H 2+=O H e H O H 222222=++-+ -+++=e H O O H 22222(2)HClO HCl O H Cl 22+=+ -+++=+Cl H HClO O H Cl 22--=+Cl e Cl 221-+++=+e H HClO O H Cl 2221(3)O H 3KCl 5KClO KOH 6Cl 3232++=+O H 3Cl 5ClO OH 6Cl 3232++=+-----=+Cl 5e 5Cl 225---++=+e 5O H 3ClO OH 6Cl 23221(4)O H MnSO SO Fe SO K SO H FeSO KMnO 2434242424444)(528104+++=++O H 4Mn 2Fe 5H 8Fe 5MnO 222324++=++++++-O H 4Mn e 5H 8MnO 224+=+++-+--+++=e Fe Fe 3222(5)O H 7O 3)SO (Cr SO K SO H 7O H 3O Cr K 22342424222722+++=++O H O Cr H O H O Cr 22322272732143++=++++-O H 7Cr 2e 6H 14O Cr 23272+=+++-+--+++=e O H O H 2222211-3 用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式:(1)K 2Cr 2O 7 + H 2S + H 2SO 4 → K 2SO 4 + Cr 2(SO 4)3 + S + H 2OCr 2O 72- + 14H + + 6e - === 2Cr 3+ + 7H 2O ① H 2S === S + 2H + + 2e - ② ①+3×②得:Cr 2O 72- + 3H 2S + 8H + === 2Cr 3+ + 3S + 7H 2OO H 7S 3)SO (Cr SO K SO H 4S H 3O Cr K 234242422722+++=++(2) -24MnO + H 2O 2 → O 2 + Mn 2+(酸性溶液)MnO 42- + 8H + + 4e- === Mn 2+ + 4H 2O ①H 2O 2 === O 2 + 2H =+ 2e - ② ①+2×②得:MnO 42- + 2H 2O 2 + 4H + - === Mn 2+ + 2O 2 + 4H 2O(3) Zn + NO 3– + OH – → NH 3 + Zn(OH)42–---+=++OH NH e O H NO 986323 ①---+=+e 2)OH (Zn OH 4Zn 24②①+4×②得: ---+=+++24323)(4674OH Zn NH O H OH NO Zn(4) Cr(OH)4-+ H 2O 2 → CrO 42---=+OH e O H 2222 ①Cr(OH)4-+ 4OH -=== CrO 42-+ 4H 2O + 3e -②①×3+2×②得: 2Cr(OH)4- + 3H 2O 2 +2OH -=== 2CrO 42-+ 8H 2O(5) Hg + NO 3–+ H + → Hg 22+ + NOO H 2NO e 3H 4NO 23+=++-+-①-++=e 2Hg Hg 222②①×2+3×②得: O H 4NO 2Hg 3H 8NO 2Hg 62223++=++++-11-4 将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号。
第11章氧化还原反应电化学基础一、单选题1. 下列电对中,ϕθ值最小的是:DA: Ag+/Ag;B: AgCl/Ag;C: AgBr/Ag;D: AgI/Ag2. ϕθ(Cu2+/Cu+)=0.158V,ϕθ(Cu+/Cu)=0.522V,则反应2 Cu+Cu2+ + Cu的Kθ为:C A: 6.93×10-7;B: 1.98×1012;C: 1.4×106; D: 4.8×10-133. 已知ϕθ(Cl2/ Cl-)= +1.36V,在下列电极反应中标准电极电势为+1.36V 的电极反应是:DA: Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl- - 2e- = Cl2C: 1/2 Cl2+e-=Cl- D: 都是4. 下列都是常见的氧化剂,其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是:D A: K2Cr2O7 B: PbO2C: O2 D: FeCl35. 下列电极反应中,有关离子浓度减小时,电极电势增大的是:BA: Sn4+ + 2e- = Sn2+B: Cl2+2e- = 2Cl-C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H26. 为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化,最好的方法是:AA: 加入Sn 粒B:. 加Fe 屑C: 通入H2 D: 均可二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”,错的填“×”)1. 在氧化还原反应中,如果两个电对的电极电势相差越大,反应就进行得越快。
×(电极电势为热力学数据,不能由此判断反应速率)2.由于ϕθ(Cu+/Cu)= +0.52V , ϕθ(I2/ I-)= +0.536V , 故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。
×(标态下不反应,改变浓度可反应。
)3.氢的电极电势是零。
×(标准电极电势)4.FeCl3,KMnO4和H2O2是常见的氧化剂,当溶液中[H+]增大时,它们的氧化能力都增加。
电化学基础考试题和答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 电化学中,氧化还原反应的实质是电子的转移。
以下哪个选项描述了氧化过程?A. 电子的释放B. 电子的接受C. 电子的转移D. 电子的结合答案:A2. 电化学电池中,阳极和阴极的电位差称为:A. 电压B. 电势C. 电动势D. 电流答案:C3. 在电化学电池中,哪种类型的电池是可充电的?A. 一次电池B. 二次电池C. 燃料电池D. 太阳能电池答案:B4. 法拉第定律描述了什么?A. 电流与电荷的关系B. 电流与电压的关系C. 电流与物质的量的关系D. 电流与电阻的关系答案:C5. 电化学腐蚀中,哪种金属更容易被腐蚀?A. 纯金属B. 合金C. 不锈钢D. 镀层金属答案:A6. 电化学传感器中,哪种类型的传感器可以检测氧气浓度?A. pH传感器B. 电导率传感器C. 氧化还原传感器D. 温度传感器答案:C7. 电化学中,哪个参数与电池的输出功率有关?A. 电动势B. 电流C. 电阻D. 电压答案:B8. 电化学中,哪个参数与电池的储能能力有关?A. 电动势B. 电流C. 电荷D. 电阻答案:C9. 电化学中,哪个参数描述了电池在单位时间内可以释放或存储的能量?A. 功率B. 能量C. 电荷D. 电动势答案:A10. 电化学中,哪个参数描述了电池在单位电荷转移时所做的功?A. 功率B. 能量C. 电荷D. 电动势答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 以下哪些因素会影响电化学电池的性能?A. 电极材料B. 电解质浓度C. 温度D. 压力答案:ABCD12. 电化学中,哪些是常见的电池类型?A. 锂离子电池B. 铅酸电池C. 镍氢电池D. 太阳能电池答案:ABCD13. 电化学中,哪些是常见的腐蚀类型?A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 物理腐蚀D. 生物腐蚀答案:ABD14. 电化学中,哪些是常见的电化学传感器?A. pH传感器B. 电导率传感器C. 氧化还原传感器D. 温度传感器答案:ABC15. 电化学中,哪些是常见的电化学分析方法?A. 循环伏安法B. 电位滴定法C. 电导率测量法D. 库仑分析法答案:ABD三、填空题(每空1分,共20分)16. 电化学电池的基本组成部分包括两个电极,分别是________和________。
第11章电化学基础
11-1:(a) SiO2(s) + Al(s)—→Si(s) + Al2O3(s);
(b) I2(s) + H2S(aq)—→I-(aq) + S(s) + H3O+(aq);
(c) H2O2(aq) + I-(aq) + H3O+(aq)—→I2(s) + H2O(l);
(d) H2S(g) + O2(g)—→SO2(g) + H2O(g);
(e) NH3(g) + O2(g)—→NO2(g) + H2O(g);
(f) SO2(g) + H2S(g)—→S8(s) + H2O(g);
(g) HNO3(aq) + Cu(s)—→Cu(NO3)2(aq) + NO(g ) + H2O(l);
(h) Ca3(PO4)2(s) + C(s) + SiO2(s)—→CaSiO3(l) + P4(g) + CO(g);
(i) KClO3(s)—→KClO4(s) + KCl(s)(提示:歧化反应可方便地从反方向进行配平)答:(a)3SiO2(s) + 4Al(s) = 3Si(s) + 2Al2O3(s);
(b)I2(s) + H2S(aq) + 2H2O = 2I-(aq) + S(s) + 2H3O+(aq);
(c)H2O2(aq) + 2I-(aq) + 2H3O+(aq) = I2(s) + 4H2O(l);
(d)2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(g);
(e)4NH3(g) + 7O2(g) = 4NO2(g) + 6H2O(g);
(f)8SO2(g) + 16H2S(g) = 3S8(s) + 16H2O(g);
(g)8HNO3(aq) + 3Cu(s) = 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l);
(h)2Ca3(PO4)2(s) + 10C(s) + 6SiO2(s) = 6CaSiO3(l) + P4(g) + 10CO(g);
(i)4KClO3(s) = 3KClO4(s) + KCl(s)
11-2:用半反应法配平下列反应方程式。
给出的方程式中未示出H+,OH-或H2O,你应该会用加进H2O 和它的两个组成离子的方法配平这些方程
(a) ClO- + I2—→Cl- + IO3-;
(b)Mn(OH)2(s) + H2O2(aq)—→MnO2(s);
答:(a)5ClO-(aq) + I2(s) + H2O(l) = 5Cl-(aq) + 2IO-3 (aq) + 2H+(aq);
(b)Mn(OH)2(s) + H2O2(aq) = MnO2(s) + 2H2O(l);
11-3:用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式:
(1)K2Cr2O7+H2S+H2SO4→K2SO4+Cr2(SO4)3+S+H2O
(2)MnO42-+H2O2→O2+Mn2-(酸性溶液)
(3)Zn+NO3-+OH-→NH3+Zn(OH)4-
(4)Cr(OH) 42-+H2O2→CrO 42-
(5)Hg+NO3-+H+→Hg22++NO
11-4:将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号。
(1)Zn+2Ag+= Zn2++2Ag g
(2)2Fe3++Fe+=3 Fe2+
(3)Zn+2H+= Zn2++H2
(4)H2+Cl2=2HCl
(5)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O
11-5:写出下列各对半反应组成的原电池的电极反应电池符号,并计算标准电动势。
(1)Fe3++е-= Fe2+;I2+2е-=2I-
(2)Cu2++I-+е-= CuI2; I2+2е-=2I-
(3)Zn2++2е-= Zn;2H++2е-=H2
(4)Cu2++2е-= Cu;2H++2е-=H2
(5)O2+2H2O+4е-=4OH-;2H2O+2е-= H2+2OH-
11-6 :目前正在研究的锌—氯电池是一种可能成为电动汽车发动机能源的新型电池。
该电池的电池反应如下所示:Zn(s) + Cl2(g) =ZnCl2(aq)。
试求该电池电动势。
答:查表得:
负极:Zn → Zn + 2 + 2e . Eθ ( Zn + 2 / Zn)= –0.7628v
正极:Cl 2 + 2e . → 2 Cl Eθ ( Cl 2 / Cl . )= +1.358v
所以Eθcell = E .正–Eθ负= (+1.358v) – (–0.7628v) = +2.121v
11-7:用能斯特方程计算来说明,使Fe+Cu2+ = Fe2++Cu 的反应逆转是否有现实的可能性?
11-8:用能斯特方程计算与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度。
11-9:用能斯特方程计算电对H3A S O4∕H3A S O3在pH= 0 ,2,4 ,6,8 ,9时的电极电势,用计算的结果绘制pH -电势图,并用该图判断反应H3A S O4+2I-+2H+= H3A S O3+I2+H2O
在不同酸度下的反应方向。
11-12利用半反应2H++2е-=H2的标准电极电势和醋酸的电离常数计算半反应的标准电极电势。
2HA C+2е-=H2+2A C-
11-10:利用半反应Cu2++2е-= Cu 和Cu(NH3)2+4+2е-= Cu+4NH3的标准电极电势(-0.065V)计算配合反映Cu2++4NH3= Cu(NH3)2+4的平衡常数。
11-12:利用附表电极电势标准设计一个原电池推导H2S的电离常数。
11-13:由标准自由能计算Cl2(g)+2е-=2 Cl –(aq)的标准电极电势。
11-14:由Cu2++2е-= Cu 和Cu++е-= Cu的标准电极电势求算Cu2++е-= Cu+的标准电极电势。
11-15:写出以K2CO3熔融盐为电解质的氢氧燃料电池的电极反应和电池反应。
(注:在该电解质中不存在游离的O2-和HCO3-,为使电解质溶液的组成保持稳定,需在空气中添加一种物质,这种物质是电池放出的反应产物)。