第八章 氧化还原-1
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->电极电位的测量
(一)标准氢电极
比与溶液中H+可达到以下平衡:
2H+ + 2e- H H2
lOOkPa^气饱和了的钳片和氢离子浓度
为lmolL>的酸溶液之间所产生的电势
差就是标准氢电极的电极电位,定为零:
SHE: Pt, H2(l««kPa) JI+(m =1)
(二)标准电极电位标准氢电极与其它各种标准状态下的电极组成原电池,标准氨电极
定在左边,用实验方法测得这
个原电池的电动势数值,就是
该电极的标准电极电位。
比较氧化剂或还原剂的强弱
标准电极电势值越大,电对中氧化型得电 子倾向越大,是强氧化剂;其共觇的还原型失 电子倾向越弱。
标准电极电势值越小,电对中 还原型失电子倾向越大,是强还原剂;其共 的氧化型得电子倾向越小。
判断氧化还原反应自发进行的方向.对角线规则
试判断标准态下反应2Fe2++ i2=2Fe3++2厂自 发进行的方向。
两电对中0°值高的氧化型物质为较强的
6
氧化剂,0值低的还原型物质为较强的还原剂。
Fe 2+ (aq) 0(Fe^/Fe^ ) = 0.77 IV
反应将逆向(由右向左)自发进行。
即:
2Feh + 21- = 2Fe2+ +
1
1 ■
强氧化剂| +强还原剂2
弱还原剂| +弱氧化剂2
bU/I )=0.5355^
【2 (s)+
2e" 广
(aq)
Fe*(aq) + e'。
第八章氧化还原第八章氧化还原电化学1.在Cr2O7+I+中,在H+中→ Cr3++I2+H2O反应式,平衡后各物种的化学计量数依次从左到右为……………………………………………………………………………………()(a) 1,3,14,2,3/2,7(c)1,6,14,2,3,7(b)2,6,28,4,3,14(d)2,3,28,4,3/2,142―2.乙酰氯(ch3cocl)中碳的氧化数是…………………………………………………()(a) iv(c)0(b)ii(d)-iv3.用K2Cr2O7溶液在酸性溶液中溶解10cm 30,当10moldm-3ki溶液完全氧化为I2时,K2Cr2O7(配方量为294)的质量(mg)为。
()(a)49(c)0.049(b) 98(d)0.0984.如果将7.16?10-4mol的xo(oh)溶液还原到较低价态,需要用26.98cm3的0.066moldm-3na2so3溶液,那么x元素的最终氧化态为…………………………………()(a) -2(c)0(b)-1(d)+15.已知铜的相对原子质量为63.55,通过4.825?在104库仑电之后,可以沉积铜,大约。
()(a)7.94g(c)31.78g(b) 15.89克(d)63.55克6.对于电极反应o2+4h++4e???2h2o来说,当po2=101.3kpa时,酸度对电极电势影响的关系式是……………………………………………………………………………()(a)(c)+0.0592ph+0.0148ph(b)(d)-0.0592ph-0.0148ph7.对于四种金属a、B、C和D,用电线连接a和B,并将其浸入稀硫酸中。
氢在a表面释放,B逐渐溶解;将包含有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。
这四种金属还原性由强到弱的顺序是………………()(a) a>b>c>d(c)c>d>a>b8。
第八章氧化还原反应和电化学习题解答1.回答下列问题。
(1)怎样利用电极电势来确定原电池的正负极,并计算原电池的电动势?(2)怎样理解介质的酸性增强,KMnO 4的电极电势代数值增大、氧化性增强?(3)Nernst 方程式中有哪些影响因素?它与氧化态及还原态中的离子浓度、气体分压和介质的关系如何?(4)区别概念:一次电池与二次电池、可逆电池与不可逆电池。
(5)介绍几种不同原电池的性能和使用范围。
(6)什么是电化学腐蚀,它与化学腐蚀有何不同? (7)防止金属腐蚀的方法主要有哪些?各根据什么原理? 【解答】(1)电极电势值高的电极做正极,电极电势值低的电极做负极。
原电池的电动势等于正极的电动电势减去负极的电极电势。
(2)根据电极反应:-+-2+42M nO +8H +5e =M n +4H O2442284c(M n)0.0592M nO M nO c ()()lg M nM nc(M nO )5c(H )()cc+--ΘΘ++-ΘΘϕ=ϕ-+⋅由电极电势的能斯特公式可知,介质酸性增强时,H +浓度增大,42M nO ()M n-+ϕ代数值增大,电对中MnO 4-的氧化性增强。
(3)对于电极反应 -a(O x)+ze b(R ed) 电极电势的Nernst 方程为:bR e d aO x (c /c )R T (O x /R e d )(O x /R e d )lnzF(c /c )ΘΘΘϕ=ϕ-影响电极电势大小的因素:a )浓度对电极电势的影响 电对中氧化态的离子浓度(或气体分压)增大时,电极电势增加;还原态的离子浓度(或气体分压)增大时,电极电势降低。
b )酸度对电极电势的影响 对于有H +或OH -参加的电极反应,溶液酸度的变化会对电极电势产生影响,对于没有H +或OH -参加的电极反应,溶液酸度的变化对电极电势的影响很小。
(4)一次电池是指电池放电到活性物质耗尽只能废弃而不能再生和重复使用的电池。
第八章氧化还原反应与氧化还原滴定习题1.是非判断题1-1氧化数在数值上就是元素的化合价。
1-2 Na2S,Na2S2O3,Na2SO4和NaS4O6中,硫离子的氧化数分别为-2,2,4,6和+5/2 。
1-3 NH4+中,氮原子的氧化数为-3,其共价数为4。
1-4氧化数发生改变的物质不是还原剂就是氧化剂。
1-5任何一个氧化还原反应都可以组成一个原电池。
1-6两根银丝分别插入盛有0.1 mol·L-1和 1 mol·L-1 AgNO3溶液的烧杯中,且用盐桥将两只烧杯中的溶液连接起来,便可组成一个原电池。
ϕ值大的电对应是正极,而θϕ值小的电对应为负极。
1-7在设计原电池时,θ1-8原电池中盐桥的作用是盐桥中的电解质中和两个半电池中过剩的电荷。
1-9半反应NO3- + H+ + e⇔NO + H2O 配平后,氧化态中各物质的系数依次为1,4,3。
1-10在碱性介质中进行的反应CrO2-+Cl2+OH-⇔CrO42-+Cl-+H2O 被配平后反应生成物CrO42-的系数分别为8和2。
1-11对电极反应S2O82-+2e2SO42- 来说,S2O82- 是氧化剂被还原,SO42-是还原剂被氧化。
1-12原电池中,电子由负极经导线流到正极,再由正极经溶液到负极,从而构成了回路。
1-13金属铁可以置换CuSO4溶液中的Cu2+,因而FeCl3溶液不能与金属铜反应。
1-14标准电极电势表中的ϕθ值是以氢电极作参比电极而测得的电势值。
1-15电极电势表中所列的电极电势值就是相应电极双电层的电势差。
1-16某电对的标准电极电势是该电对与标准氢电极组成原电池时的原电池电动势。
1-17电极反应为Cl2+2e 2Cl-的电对Cl2/Cl-的Eθ=1.36V;电极反应为1Cl2+e Cl-时ϕθ(Cl2/Cl-)2=1/2×1.36=0.68V。
1-18电极电势大的氧化态物质氧化能力大,其还原态物质还原能力小。
第八章氧化还原滴定法练习题参考答案1 对Ox-Red 电对, 25℃时条件电位(Eө') 等于( D)(A) Eө+ 0059.lgnaaOxRed(B) Eө+ 0059.lgnccOxRed(C) Eө+ 0059.lgnaaγγOx OxRed Red⋅⋅(D) Eө + 0059.lgnaaγγOx RedRed Ox⋅⋅2 为降低某电对的电极电位, 可加入能与( 氧化)态形成稳定络合物的络合剂; 若要增加电极电位, 可加入能与( 还原)态形成稳定络合物的络合剂。
3. MnO4-/Mn2+电对的条件电位与pH的关系是( B)(A) Eө'= Eө -0.047pH (B) Eө'= Eө -0.094pH(C) Eө'= Eө -0.12pH (D) Eө'= Eө -0.47pH4. Fe3+与Sn2+反应的平衡常数对数值(lg K)为( B)(Eө (Fe3+/Fe2+)= 0.77 V, Eө (Sn4+/Sn2+)= 0.15 V)(A) (0.77-0.15)/0.059 (B) 2×(0.77-0.15)/0.059(C) 3×(0.77-0.15)/0.059 (D) 2×(0.15-0.77)/0.0595. 当两电对的电子转移数均为2时,为使反应完全度达到99.9%,两电对的条件电位至少大于( B)(A) 0.09V (B) 0.18V (C) 0.27V (D) 0.36V6 若两电对的电子转移数分别为1 和2, 为使反应完全度达到99.9%, 两电对的条件电位差至少应大于( C)(A) 0.09V (B) 0.18V (C) 0.27V (D) 0.36V7. 欲以氧化剂O T滴定还原剂Rx, O T+n1e=R T Ox=Rx-n2e,设n1=n2=1,要使化学计量点时,反应的完全程度达到99.9%,两个半反应的标准电位的最小差值应为( B)(A) 0.177V (B) 0.354V (C) 0.118V (D) 0.236V8. 下列现象各是什么反应?(填A,B,C,D)(1) MnO4-滴定Fe2+时, Cl-的氧化被加快_______D_________(2) MnO4-滴定C2O42-时, 速度由慢到快_______B _________(3) Ag+存在时, Mn2+氧化成MnO4-_______ A _________(4) PbSO4沉淀随H2SO4浓度增大溶解度增加_______ C _________(A) 催化反应(B) 自动催化反应(C) 副反应(D) 诱导反应9. 用Ce4+滴定Fe2+,当体系电位为0.68V时, 滴定分数为( B)[Eө' (Ce4+/Ce3+)=1.44V,Eө' (Fe3+/Fe2+)=0.68V](A) 0 (B) 50% (C) 100% (D) 200%10. 用铈量法测定铁时, 滴定至50% 时的电位是( A)[已知Eө' (Ce4+/Ce3+)= 1.44 V, Eө' (Fe3+/Fe2+)= 0.68 V](A) 0.68 V (B) 1.44 V(C) 1.06 V (D) 0.86 V11. 用K2Cr2O7滴定Fe2+, 在化学计量点时, 有关离子浓度的关系是( C)(A) [Fe3+] = [Cr3+], [Fe2+] = [Cr2O72-](B) 3[Fe3+] = [Cr3+], [Fe2+] = 6[Cr2O72-](C) [Fe3+] = 3[Cr3+], [Fe2+] = 6[Cr2O72-](D) [Fe3+] = 3[Cr3+], 6[Fe2+] = [Cr2O72-]12. 已知在1 mol/L HCl溶液中Eө' (Fe3+/Fe2+)=0.68 V, Eө' (Sn4+/Sn2+)=0.14 V。