第八章氧化还原
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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'。
第八章氧化还原反应第一节基本概念有电子得失或电子转移的反应,被称为氧化还原反应。
氧化:还原:Zn2+ Zn - 2eCu Cu2+ + 2eZn + Cu2+Zn2+ + Cu氧化剂:还原剂:Cu2+Zn半反应①单质中,元素的氧化值为零。
②在单原子离子中,元素的氧化值等于该离子所带的电荷数 。
③在大多数化合物中,氢的氧化值为 +1;只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。
④通常,氧在化合物中的氧化值为-2;但是在过氧化物中,氧的氧化值为-1,在氟的氧化物中,如OF 2 和O 2F 2中,氧的氧化值分别为+2和+1。
确定氧化值的规则: 氧化值:是指某元素的一个原子的荷电数,该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
⑤中性分子中,各元素原子的氧化值的代数和为零 ,复杂离子的电荷等于各元素氧化值的代数和。
第二节氧化还原反应方程式的配平配平原则:① 电荷守恒:氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。
② 质量守恒:反应前后各元素原子总数相等。
配平步骤:①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。
③分别配平两个半反应方程式,等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。
将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数,使得、失电子数目相同。
然后,将两者合并,就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。
有时根据需要可将其改为分子方程式。
例1:配平反应方程式+)42−+−−++=+10e10H 5SOO 5H 5SO223+−+−+=++O8H 2Mn 10e 16H 2MnO 224+−+−+=++O 4H Mn 5e 8H MnO ②224①−+−−++=+2e2H SO O H SO 24223②③①×2+②×5得O3H SO K 6MnSO 22424++=O 3H 5SO 2Mn 6H 5SO 2MnO 2242234++=++−++−−+−−−++Mn SO SO MnO ①2242343H SO SO 5K 2KMnO 4324++2第三节电极电势一、原电池利用自发氧化还原反应产生电流的装置。
第八章氧化还原·电化学1.在Cr2O72—+ I-+ H+ →Cr3+ + I2 + H2O 反应式中,配平后各物种的化学计量数从左至右依次为……………………………………………………………………………………()(A)1,3,14,2,3/2,7(B)2,6,28,4,3,14(C)1,6,14,2,3,7(D)2,3,28,4,3/2,142.乙酰氯(CH3COCl)中碳的氧化数是…………………………………………………()(A)IV(B)II(C)0(D)-IV3.在酸性溶液中用K2Cr2O7溶液将10cm3 0.10 mol·dm-3 KI溶液完全氧化成I2,需消耗K2Cr2O7(式量为294) 的质量(mg)为………………………………………………………()(A)49(B)98(C)0.049(D)0.0984.如果将7.16 ⨯ 10-4 mol的XO(OH)溶液还原到较低价态,需要用26.98cm3的0.066mol·dm-3Na2SO3溶液,那么X元素的最终氧化态为…………………………………()(A)-2(B)-1(C)0(D)+15.已知铜的相对原子质量为63.55,在0.50mol·dm-3 CuSO4水溶液中通过4.825 ⨯ 104库仑电量后,可沉积出Cu 约为…………………………………………………………………()(A)7.94 g(B)15.89 g(C)31.78 g(D)63.55 g= 101.3 kPa时,酸度对电极电势影响的关系式6.对于电极反应O2 + 4H+ + 4e--⇌2H2O来说,当p O2是……………………………………………………………………………()(A)+ 0.0592 pH(B)- 0.0592 pH(C)+ 0.0148 pH(D)- 0.0148 pH7.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。
这四种金属还原性由强到弱的顺序是………………()(A) A > B > C > D(B) D > B > A > C(C) C > D > A > B(D) B > C > D > A8.已知(Ti+/Ti) = -0.34 V,(Ti3+/Ti) = 0.72 V,则(Ti3+/Ti+)为………………()(A)(0.72 + 0.34) / 2 V(B)(0.72 - 0.34) / 2 V(C)(0.72 ⨯ 3 + 0.34) / 2 V(D)0.72 ⨯ 3 + 0.34 V9.已知V3+ / V2+ 的= -0.26 V,O2/H2O的= 1.23 V,V2+离子在下述溶液中能放出氢的是………………()(A)pH = 0的水溶液(B)无氧的pH = 7的水溶液(C)pH = 10的水溶液(D)无氧的pH = 0的水溶液10.已知(Fe3+/Fe2+) = +0.77 V,(Fe2+/Fe) = -0.44 V,则(Fe3+/Fe)的值为……()(A)-0.037 V(B)+0.55 V(C)+0.40 V(D)+1.65 V11.已知金属M 的下列标准电极电势数据:(1) M2+ (aq) + e- = M+(aq) = -0.60 V ; (2) M3+ (aq) + 2e-= M+(aq) = 0.20 V ; 则M3+ (aq) + e- = M2+ (aq) 的是………………()(A)0.80 V(B)-0.20 V(C)-0.40 V(D) 1.00 V12.下列电对中值最大的是…………………………………………………………()(A)(Ag+/Ag)(B)(Ag(NH3)2+/Ag)(C)(Ag(CN)2-/Ag)(D)(AgI/Ag)13.已知,(Sn4+ / Sn2+) = 0.14 V,φ(Fe3+ / Fe2+) = 0.77 V,则不能共存于同一溶液中的一对离子是…………………………………………………………………………………()(A)Sn4+,Fe2+(B)Fe3+,Sn2+(C)Fe3+,Fe2+(D)Sn4+,Sn2+14.已知M12+ + 2e-⇌M1= -2.0 V;M2+ + e-⇌M2= 0.5 VM13+ + e-⇌M12+= -1.0 V;M22+ + e-⇌M2+= 1.0 VM14+ + e-⇌M13+= 0.5 V;M23+ + e-⇌M22+= 1.9 V下列情况中,不可能反应的是………………………………………………………………()(A)M1 投入水中(B)M12+ 离子加到水中(C) 1 molM13+ 离子加到1 dm3的1 mol·dm-3M2+ 离子溶液中(D)M23+ 离子加到含M2+ 离子的溶液中去15.用反应Zn + 2Ag+⇌2Ag + Zn2+组成原电池,当[Zn2+]和[Ag+]均为1 mol·dm-3,在298.15 K时,该电池的标准电动势E 为………………………………………………()(A)= 2(Ag+/Ag) –(Zn2+/Zn)(B)= [(Ag+/Ag)]2 –(Zn2+/Zn)(C)=(Ag+/Ag) –(Zn2+/Zn)(D)=(Zn2+/Zn) –(Ag+/Ag)16.两个半电池,电极相同,电解质溶液中的物质也相同,都可以进行电极反应,但溶液的浓度不同,它们组成电池的电动势…………………………………………………………()(A)= 0,E = 0(B)≠0,E ≠0(C)≠0,E = 0(D)= 0,E ≠017.不用惰性电极的电池反应是…………………………………………………………()(A)H2 + Cl2→2HCl(aq)(B)Ce-4+ + Fe2+→Ce-3+ + Fe3+(C)Ag+ + Cl-→AgCl(s)(D)2Hg2+ + Sn2+ + 2Cl-→Hg2Cl2 + Sn4+18.(MnO4—/Mn2+) = 1.51 V,(MnO4—/MnO2)= 1.68 V,(MnO4—/MnO42—) = 0.56 V,则还原型物质的还原性由强到弱排列的次序是……………………………………( )(A)MnO42—> MnO2> Mn2+(B)Mn2+> MnO42—> MnO2(C)MnO42—> Mn2+> MnO2(D)MnO2> MnO42—> Mn2+19.在酸性溶液中,下列金属与离子相遇,不能发生反应的是…………………………()(A)Zn 与Mn2+(B)Cu 与Ag+(C)Fe 与Cu2+(D)Zn 与Fe2+20.反应3A2+ + 2B ─→3A + 2B3+在标准状态下电池电动势为1.8 V,某浓度时,反应的电池电动势为1.6 V,则此时该反应的lg值为………………………………………()(A)(B)(C)(D)21.从锰在酸性溶液中的元素电势图可以看出,在酸性介质中会发生歧化反应的物质是…………………………………()(A)MnO4—(B)MnO42—(C)MnO2(D)Mn2+22.用Ne-rnst方程式ϕ=,计算MnO4-/Mn2+的电极电势ϕ,下列叙述不正确的是…………………………………………………………………………()(A)温度应为298 K(B)Mn2+ 浓度增大则ϕ减小(C)H+ 浓度的变化对ϕ无影响(D)MnO4—浓度增大,则ϕ增大23.在标准状态下,当电解饱和NaCl溶液并有0.400 mol电子发生转移时,则在阳极逸出氯气的体积是………………………………………………………………………………()(A) 1.12 103 cm3(B) 2.24 103 cm3(C) 4.48 103 cm3(D)8.96 103 cm324.用1.50法拉第电量电解NiSO4溶液,可得金属镍的质量(g)是…………………()(相对原子质量Ni:58.7,S:32,O:16 )(A)29(B)44(C)59(D) 1.2 10225.市面上买到的干电池中有MnO2,它的主要作用是…………………………………()(A)吸收反应中产生的水分(B)起导电怍用(C)作为填料(D)参加正极反应26.根据碱性溶液中溴的元素电势图,能发生歧化反应的物质是………………………()—(B)BrO-(A)BrO3(C)Br2(D)Br-27.由铬在酸性溶液中的元素电势图,可确定能自发进行的反应是……………………()(A)3Cr2+─→2Cr3+ + Cr(B)Cr + Cr2+ ─→2Cr3+(C)2Cr ─→Cr2+ + Cr3+(D)2Cr3+ + Cr ─→3Cr2+28.根据铬在酸性溶液中的元素电势图可知,(Cr2+/Cr)为…………………………()(A)-0.58 V(B)-0.91 V(C)-1.32 V(D)-1.81 V29.铅蓄电池在充电时,阳极反应是………………………………………………………()(A)PbSO4 + H2O = PbO2 + 4H+ + SO42—+ 2e-(B)Pb + SO42—= PbSO4 + 2e-(C)PbSO4 + 2e- = Pb + SO42—(D)PbO2 + 4H+ + SO42—+ 2e- = PbSO4 + 2H2O30.电解时实际分解电压比理论值大,此时两极的实际析出电势和理论析出电势的关系是……………………………………………………………………………………………()(B)两极的实际析出电势都比理论析出电势(A)两极的实际析出电势都比理论析出电势大小(C)阳极的实际析出电势大于其理论析出电势;阴极的实(D)阳极的实际析出电势小于其理论析出电际析出电势小于其理论析出电势势;阴极的实际析出电势大于其理论析出电势31.正极为饱和甘汞电极,负极为玻璃电极,分别插入以下各种溶液,组成四种电池,使电池电动势最大的溶液是………………………………………………………………………()(A)0.10 mol·dm-3HAc (B)0.10 mol·dm-3 HCOOH(C)0.10 mol·dm-3NaAc (D)0.10 mol·dm-3HCl32.电池Cu│Cu+‖Cu+,Cu2+│Pt和电池Cu│Cu2+‖Cu2+,Cu+│Pt的反应均可写成Cu + Cu2+ = 2Cu+,此两电池的……………………………………………………………()(A),均相同(B)相同,不同(C)不同,相同(D),均不同33.下面氧化还原电对的电极电势不随酸度变化的是…………………………………()(A)NO3—- HNO2(B)SO42—- H2SO3(C)Fe(OH)3 - Fe(OH)2(D)MnO4—- MnO42—34.对于反应I2 + 2ClO3—= 2IO3—+ Cl2,下面说法中不正确的是………………………()(A)此反应为氧化还原反应(B)I2 得到电子,ClO3—失去电子(C)I2是还原剂,ClO3—是氧化剂(D)碘的氧化数由0增至+5,氯的氧化数由+5 降为035.当pH = 10时,氢电极的电极电势是…………………………………………………()(A)-0.59 V (B)-0.30 V(C)0.30 V (D)0.59 V36.电解熔融的氯化钠制取金属钠。