第六章氧化还原平衡和电化学基础习题
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氧化还原反应及电化学练习题氧化还原反应是化学反应中的重要类型之一,涉及物质的电子转移过程。
本文将探讨氧化还原反应的基本概念、相关理论和实际应用,并提供一些电化学练习题,以帮助读者加深了解和掌握该领域的知识。
一、氧化还原反应基本概念在化学反应过程中,原子中的电子常常会转移给其他原子或离子,产生氧化与还原的过程。
其中,氧化是指物质失去电子,而还原则是指物质获得电子。
氧化还原反应可以用氧化态的变化来描述,其中氧化态高的物质是氧化剂,而氧化态低的物质则是还原剂。
氧化还原反应的核心是电子的转移,即在化学反应中电子从一个物质转移到另一个物质。
这种电子转移可以通过氧化还原半反应的方式来描述。
在氧化半反应中,物质失去电子,而在还原半反应中,物质得到电子。
二、氧化还原反应的应用1. 腐蚀现象:氧化还原反应是导致金属腐蚀的重要原因之一。
金属在接触氧气和水的情况下,发生氧化还原反应,形成氧化物和氢离子,导致金属表面的腐蚀。
2. 电池原理:电池是利用氧化还原反应产生电能的装置。
在电池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应,通过电子在电路中的流动,产生电能。
常见的电池类型包括干电池、锂电池和铅酸电池等。
3. 电解过程:电解是利用外加电流促使氧化还原反应发生的过程。
电解在工业上有广泛的应用,如电镀过程中的金属离子还原、电解水制氢等。
三、电化学练习题1. 将以下半反应配对,填写合适的反应物和产物。
半反应一:Mg -> Mg2+ + 2e-半反应二:Cu2+ + 2e- -> Cu正确配对是:a) Mg + Cu2+b) Mg2+ + Cuc) Mg + Cud) Mg2+ + Cu2+2. 下列哪个反应不是氧化还原反应?a) AgNO3 + NaCl -> AgCl + NaNO3b) Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2c) 2H2O -> 2H2 + O2d) 2Na + Cl2 -> 2NaCl3. 在以下半反应中,氧化剂是:a) Cl2 + 2e- -> 2Cl-b) MnO4- + 5e- + 8H+ -> Mn2+ + 4H2Oc) 2H+ + 2e- -> H2d) 2Cl- -> Cl2 + 2e-4. 在下列半反应中,哪一个是氧化剂的还原剂?a) 2H2 + 2O2 -> 2H2Ob) Zn + Cu2+ -> Zn2+ + Cuc) 2Mg + O2 -> 2MgOd) Fe2+ + 2e- -> Fe以上是几道关于氧化还原反应的电化学练习题,希望能帮助读者巩固和应用所学的知识。
第六章电化学一、本章基本要求1.掌握电化学中的一些基本概念:导体、原电池和电解池、正负极、阴阳极。
了解离子迁移数的意义及常用测定方法。
2.掌握电导、电导率及摩尔电导率的概念及它们与浓度的关系。
熟悉离子独立运动定律及电导测定的应用。
3.熟悉电解质溶液的活度、平均活度系数、平均浓度和离子强度的定义及计算方法,了解德拜-休克尔极限公式的使用。
4.掌握可逆电池的基本概念和表示方法,熟悉可逆电极的类型和书写方法,能正确书写电极反应和电池反应。
5.了解电池电动势的产生机制,测定原理。
了解电极电势的确定方法及标准氢电极作用。
6.熟练掌握电池电动势和电极电势的Nernst方程,掌握它们的计算和重要的应用。
7.熟练掌握电化学和热力学之间的联系,能利用电化学手段计算热力学函数的变化值。
8.了解浓差电池的基本概念。
熟悉膜电势的概念和意义。
9.熟悉电解过程的基本概念和基本原理,了解电极极化的产生原因。
10.了解电化学在生物学中的应用。
二、基本公式和内容提要(一)电化学基本概念1.导体导体是指能够导电的一类物体,通常分为电子导体和离子导体两种。
电子导体通过自由电子的定向移动而导电,且导电过程中无化学变化,导体的导电能力随温度升高而降低。
离子导体通过正、负离子的定向移动来实现导电目的,导电过程中有化学反应发生,导体的导电能力随温度升高而增强。
2.原电池和电解池实现化学能和电能之间相互转化的装置称为电化学装置,或简称电池。
其中将电能转化为化学能的装置叫电解池,将化学能转化为电能的装置叫原电池。
两种电池中,发生氧化反应的电极称为阳极,发生还原反应的电极称为阴极。
而正负极则是根据电势的高低来认定的。
电势高者为正极,电势低者为负极。
原电池中的正极为阴极,负极为阳极;电解池中的阳极为正极,阴极为负极。
无论在原电池还是电解池中,正离子向阴极的定向迁移和负离子向阳极的定向迁移,都可以实现电流在溶液内部的传导;而两电极上氧化、还原反应的彼此独立进行,又可以实现电流在电极与溶液界面处的连续。
第4章氧化还原反应与电化学习题一、思考题1. 什么叫原电池?它由哪几部分组成?如何用符号表示一个原电池?2. 原电池和电解池在结构和原理上各有何特点?3. 离子-电子法配平氧化还原反应方程式的原则是什么?有什么步骤?4. 用离子-电子法完成并配平下列方程式(必要时添加反应介质):(1) K2MnO4 + K2SO3 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O(2) NaBiO3 (s) + MnSO4 + HNO3 HMnO4 + Bi(NO3)3 + Na2SO4 + NaNO3 + H2O(3) Cr2O72— + H2O2 + H+(4) MnO+ S + H+ Mn2+ + H2SO3 + H2O2(5) (3)Zn + NO3- + H+Zn2+ + NH4+ + H2O(6) (4)Ag + NO3- + H+Ag+ + NO + H2O(7) (5)Al + NO3- + OH- + H2O [Al(OH)4]- + NH35. 如何用图示表示原电池?6. 请正确写出下例电池的电池表达式:(1). 2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+(2). 5Fe2++8H++MnO4-=Mn2++5 Fe3++4H2O7. 电极有哪几种类型?请各举出一例。
8. 何谓电极电势?何谓标准电极电势?标准电极电势的数值是怎样确定的?其符号和数值大小有什么物理意义?9. 举例说明什么是参比电极。
是不是所有参比电极的电极电势均为零伏?10. 原电池的电动势与离子浓度的关系如何?电极电势与离子的浓度如何?11. 原电池反应书写形式不同是否会影响该原电池的电动势和反应的吉布斯函数变△r G值?12. 怎样判断氧化剂和还原剂的氧化、还原能力的大小?为什么许多物质的氧化还原能力和溶液的酸碱性有关?13. 怎样理解介质的酸性增强,KMnO4的电极电势代数值越大、氧化性增强?14. 根据标准电极电势值,判断下列各种物质哪些是氧化剂?哪些是还原剂?并排出它们氧化能力和还原能力的大小顺序。
电化学原理及其应用(习题及答案)work Information Technology Company.2020YEAR第六章电化学原理及其应用一、选择题1.下列电极反应中,溶液中的pH值升高,其氧化态的氧化性减小的是( C )A. Br2+2e = 2Br-B. Cl2+2e=2Cl—C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2OD. Zn2++2e=Zn2.已知H2O2在酸性介质中的电势图为 O2 0.67V H2O2 1.77V H2O,在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O,说明H2O2的歧化反应(C)A.只在酸性介质中发生B.只在碱性介质中发生C.无论在酸、碱性介质中都发生D.与反应方程式的书写有关3.与下列原电池电动势无关的因素是 Zn | Zn2+‖H+,H2 | Pt (B)A. Zn2+的浓度B. Zn电极板的面积C.H+的浓度D.温度4.298K时,已知Eθ(Fe3+/Fe)=0.771V,Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.150V,则反应2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为(D)kJ/mol。
A. -268.7B. -177.8C. -119.9D. 119.95.判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存(D)A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4—C. Sn4+和FeD. Fe2+和Sn4+已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V,Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ,Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ,Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V6.已知下列反应在标准状态下逆向自发进行Sn4++Cu = Sn2++Cu2+Eθ(Cu2+/Cu)=(1) , Eθ(Sn4+/Sn2+)=(2) 则有(C)A. (1) = (2)B. (1)<(2)C. (1)>(2)D. 都不对二、填空题1.将下列方程式配平3 PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ =1 Cr2O72— + 3 Pb2+ + __2H+___ (酸性介质)2 MnO2 +3 H2O2 +__2OH-___ =2 MnO4— + ___4H2O______ (碱性介质)2.现有三种氧化剂Cr2O72—,H2O2,Fe3+,若要使Cl—、Br—、I—混合溶液中的I—氧化为I2,而Br-和Cl-都不发生变化,选用Fe3+最合适。
基础课2原电池化学电源考点一原电池的工作原理1.原电池的概念和反应本质原电池是把__化学__能转化为__电__能的装置,其反应的本质是__氧化还原反应__.2.工作原理以铜锌原电池为例电极名称负极正极点拨:(1)盐桥的组成:盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻.(2)盐桥的作用:①连接内电路,形成闭合回路;②平衡电荷,使原电池不断产生电流。
3.构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应).(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
(1)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极(√)(2)在原电池中,负极材料的活泼性一定比正极材料强(×)(3)在原电池中,正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化反应(×)(4)在锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生(×)(5)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极移动(×)(6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极,活泼金属一定作负极(×)错误!1.有关电化学知识的描述正确的是()A.CaO+H2O===Ca(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能B.某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C.原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属组成D.从理论上讲,任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池解析:选D CaO+H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应;KCl 和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生;作电极的不一定是金属,如石墨棒也可作电极。
第六章 氧化还原平衡和电化学基础练习:1、已知: ϕ(Fe 3+/Fe 2+) = 0.77 V , ϕ(Br 2/Br -) = 1.07 V , ϕ(H 2O 2/H 2O) = 1.78 V ,ϕ(Cu 2+/Cu) = 0.34 V , ϕ(Sn 4+/Sn 2+) = 0.15V 则下列各组物质在标准态下能够共存的是:A 、Fe 3+,CuB 、Fe 3+,Br 2C 、Sn 2+,Fe 3+D 、H 2O 2,Fe 2+2、Pt│Fe 3+(1 mol·L -1),Fe 2+(1 mol·L -1)‖C e 4+(1 mol·L -1),Ce 3+(1 mol·L -1)│Pt 的电池反应是: A 、Ce 3+ + Fe 3+ = Ce 4+ + Fe 2+ B 、Ce 4+ + Fe 2+ = Ce 3+ + Fe 3+C 、Ce 3+ + Fe 2+ = Ce 4+ + FeD 、Ce 4+ + Fe 3+ = Ce 3+ + Fe 2+3、已知:Fe 3+ + e - = Fe 2+ ϕ= 0.77 V Cu 2+ + 2e - = Cu ϕ= 0.34 VFe 2+ + 2e - = Fe ϕ= -0.44 V Al 3+ + 3e - = Al ϕ= -1.66 V则最强的还原剂是: A 、Al 3+ B 、Fe 2+ C 、Fe D 、 Al4、 ϕ(MnO -4/Mn 2+) = 1.51 V , ϕ(MnO -4/MnO 2)= 1.68 V , ϕ(MnO -4/MnO -24) = 0.56 V ,则还原型物质的还原性由强到弱排列的次序是:A 、 MnO -24> MnO 2 > Mn 2+ B 、 Mn 2+ > MnO -24> MnO 2C 、 MnO -24> Mn 2+ > MnO 2 D 、 MnO 2 > MnO -24> Mn 2+5、对于下面两个反应方程式,说法完全正确的是:2Fe 3+ + Sn 2+ = Sn 4+ + 2Fe 2+, Fe 3+ + 21Sn 2+ = 21Sn 4+ + Fe 2+A 、两式的 E , m r G ∆,K 都相等B 、两式的 E , m r G ∆,K 不等C 、两式的 m r G ∆相等, E ,K 不等D 、两式的E 相等, m r G ∆,K 不等6、原电池Zn + 2Ag + = Zn 2+ + 2Ag 在标准状态下的电动势为:A 、ε= 2φθ(Ag +/Ag )-φθ(Zn 2+/Zn );B 、ε= {φθ(Ag +/Ag )}2 -φθ(Zn 2+/Zn );C 、ε= φθ(Ag +/Ag )-φθ(Zn 2+/Zn );D 、ε= φθ(Zn 2+/Zn )- φθ(Ag +/Ag )7、已知 ϕ(Fe 3+/Fe 2+) = +0.77 V , ϕ(Fe 2+/Fe) = -0.44 V ,则 ϕ(Fe 3+/Fe)的值为: -0.037V8、根据铬在酸性溶液中的元素电势图可知, ϕ(Cr 2+/Cr)为:-0.905V9、某氧化还原反应的标准吉布斯自由能变为 Δr G θ m 、平衡常比数为K θ 、标准电极电势为E θ 。
则下列判断合理的是:A 、K θ > 1, Δr G θ m > 0 , E θ <0;B 、K θ< 1, Δr G θ m > 0 , E θ <0;C 、K θ> 1, Δr G θ m < 0 E θ >0;D 、K θ< 1, Δr G θ m < 0E θ >010、根据反应Sn 4+ + Zn = Sn 2+ + Zn 2+装配成原电池,其电池符号为:A 、(—)Zn (S )|Zn 2+(C 1)‖Sn 4+(C 2)|Sn 2+(C 3)(+)B 、(—)Zn (S )|Zn 2+(C 1)‖Sn 4+(C 2)|Sn 2+(C 3)|Pt (+)C 、(—)(Pt) |Zn |Zn 2+(C 1)‖Sn 4+(C 2),Sn 2+(C 3)|Pt (+)D 、(—)Zn (S )|Zn 2+(C 1)‖Sn 4+(C 2),Sn 2+(C 3)|Pt (+)11、向原电池(一)Zn |Zn 2+(1mol.L -)‖Cu 2+(1mol.L -)|Cu(十) 正极中通入H 2S(g),其电动势将:A 、增大B 、.减小C 、不变D 、无法判断12、下列氧化还原反应2222,Pb Sn Pb Sn Sn Cd Sn Cd 在标准状态下都能正向进行,则这三个电对的标准电极电位的相对大小为:A 、222///Pb Pb Sn Sn Cd Cd B 、222///Pb Pb Cd Cd Sn Sn C 、222///Sn Sn Pb Pb Cd Cd D 、222///Cd Cd Sn Sn Pb Pb13、当下列电极反应中有关离子浓度减小一半时,电势升高的是:A 、Cu 2+ +2e =CuB 、I 2 +2e = 2I -C 、2H + +2e =H 2D 、Fe 3+ +e =Fe 2+14、下列哪个反应在标态下能正向进行:A已知222(/)0.447;(/)0.4630;(/)0.28;Fe Fe v Cd Cd v Co Co v 22222222........A Fe Cd Fe Cd B Fe Cd Fe CdC Fe Co Fe CoD Co Cd Co Cd 15、对电极电势的下列叙述中,正确的是:A 、温度升高,电对的电极电势减小B 、电对中,还原型物质的浓度减小时,电对的电极电势减小C 、同时增大或减小氧化型和还原型物质的浓度,电对的电极电势不变D 、电对中氧化型物质的浓度增加时,电对的电极电势值增加16、已知 ϕθ(A / B ) > ϕθ(C / D ) , 标准态下能自发进行的反应为 :A、A + B → C + DB、A + D → B+ CC、B + C → A + DD、B + D → A + C17、已知ϕθ(Fe3+/Fe2+) = 0.77 V,ϕθ(Sn4+/Sn2+) = 0.15 V。
若利用Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+组成原电池,其标准电动势εθ18、已知Fe3+ + e = Fe2+ , φθ= 0.77V , 今测得φ(Fe3+ / Fe2+)= 0.73V , 则说明电极溶液中必定是:A、c (Fe3+) < 1 mol / LB、c (Fe2+ ) < 1 mol / LC、c (Fe3+ ) > c (Fe2+ )D、c ( Fe3+ ) < c ( Fe2+ )19、有一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,另一个电极浸入的酸性溶液[设P (H2) = 100 kPa ] 应为:A. 0.1 mol / L HCl ;B. 0.1 mol / L HAc + 0.1 mol / L NaAc ;C. 0.1 mol / L HAc ;D. 0.1 mol / L H3PO420、在一自发进行的电极反应式中,若诸物质所得(失)电子数同时增大几倍时,则此电极反应的Δr Gθm和φθ各为:A、变小和不变B、变小和变大C、变大和不变D、变大和变小21、在标准状态下,下列反应均向正方向进行:Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O ,2Fe3++ Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是A、Sn2+ 和Fe3+B、Cr2O72-和Sn2+C、Cr3+ 和Sn4+D、Cr2O72-和Fe3+22、对于由下列反应:Zn + 2Ag+ = Zn2+ + 2Ag构成的原电池来说,欲使其电动势增加,可采限的措施有:A、降低Zn2+ 的浓度B、增加Ag+浓度C、加大锌电极D、降低Ag+的浓度23、根据下列电势图:Au3+ 1.41V Au+ 1.68V Au判断,能自发进行的反应:A、Au + Au+ → 2Au3+B、Au3+ + 2Au → 3Au+ ;C、2Au → Au+ + Au3+D、3Au+ → Au3+ + 2Au24、以上能自发进行的反应构成的原电池,其标准电动势为:A、1.50VB、3.09VC、0.27VD、0.38V25、由以上电势图求算Au3+/Au的φθ26、某氧化还原反应的εθ是正值,这表明下列哪种情况:A 、K θ > 1, Δr G θ m > 0 ;B 、K θ< 1, Δr G θ m > 0 ;C 、K θ> 1, Δr G θ m < 0 ;D 、K θ< 1, Δr G θ m < 027、原电池2Fe 2+ + Cl 2 = 2Fe 3+ + 2Cl -的ε = 0.60V ,已知φθ(Cl 2/Cl -)= 1.36V ,φθ(Fe 3+/Fe 2+)= 0.77V ,Cl 2、Cl -处于标准状态,则此原电池中,c (Fe 3+)/c (Fe 2+)为: 0.6828、电极电势与溶液的酸度无关的电对为:A 、O 2/H 2OB 、Fe (OH )3/ Fe (OH )2C 、MnO 4-/ MnO 42-D 、Cr 2O 72-/Cr 3+E 、MnO 4-/ Mn 2+F 、 H +/H 2G 、ClO 3-/Cl -29、为了提高FeCl 3的氧化能力,可采用的措施为:A 、增加Fe 3+的浓度;B 、增加Fe 2+的浓度;C 、增加溶液的pH ;D 、降低溶液的浓度30、标准Cu -Zn 原电池的εθ= 1.10 V ,在铜半电池中加入少量Na 2S 固体,电动势将:A 、大于1.10 V ;B 、小于1.10 V ;C 、等于零 ;D 、不变二、填空题1、根据溴元素在碱性介质中的标准电极电势图,φθB /V BrO 3Br -计算φθ(BrO 3-/ BrO -)= ; φθ(BrO -/ Br -)能发生歧化反应的物质有: 简单指出判定依据: 。
2、在M n+十n e = M 电极中,加入M n+的沉淀剂时,电极电势变__小_,M 的还原性变__强___。
3、将222Ni Ag Ag Ni 的氧化还原反应设计为一个原电池,则电池的负极为 Ni2+/Ni ,发生反应,正极为 Ag+/Ag ,发生为 已知2//0.25,0.7991Ni Ni Ag Ag V V ,则原电池的电动势E θr m G 为 -202457J/mol 298K 下该氧化还原反应的平衡常4、某氧化还原反应的E (>0或<0),则G (>0或<0),反应正向自发进行。