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1、（九） 氧化还原反应与电化学 1j(Cu2+ / CuI) j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 而 Cu21.0 molL1 ， I1.0 molL1 ， Cu5.061012 molL1 ， 则 j(Cu2+ / CuI) 0.150 0.0591 lg 0.818 (v) 由于 j(Cu2+ / CuI) j(I2 / I) ，所以在标准状态下Cu2离子能氧化I离子 。 2j(Cu2+ / CuI) j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 因为是在标准状态下 ，所以 Cu21.0 molL1 ， I1.0 molL1 ， Cu KspCu I 则 j(Cu2+ / Cu
2、I) j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg (1 / KspCu I) 即 0.86 0.15 0.0591 lg (1 / KspCu I) KspCu I9.71013 3 j(AgCl / Ag)j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg KspAgCl 0.2221 0.799 0.0591 lg KspAgCl lg KspAgCl 9.761 KspAgCl1.731010 4 j(Mg(OH)2 / Mg) j(Mg2/ Mg) lg KspMg(OH)2 2.67 2.37 lg KspMg(OH)2 lg KspMg(OH)2 10.1522 KspMg(OH)2
3、7.041010 5 j(O2 / OH)j (O2 / H2O)j(O2 / H2O) j(O2 / OH)1.229 0.402 (v) 6j(Fe (OH)3/ Fe (OH)2) j(Fe3+ / Fe2)0.0591 lg 0.77 0.0591 lg 0.55 (v) 7反应 H2 AgCl( s ) H Cl Ag( s ) rGm rHmT rSm 40.44103 298(63.6) 21.49103 (kJmol1) rGm n F E E 0.223 (v) E j(AgCl / Ag)j(H+ / H2) 0.223 j(AgCl / Ag)0.0000 即 j(AgC
4、l / Ag)0.223 (v) 8 Cu2 Cu 0.52 v Cu 0.34 v j(Cu2+ / Cu)2j(Cu2+ / Cu)j(Cu+ / Cu) 20.340.520.16 (v) j(Cu2+ / CuBr)j(Cu2+ / Cu)0.0591 lg 0.64 0.16 0.0591 lg KspCuBr7.6109 9 j(Cu2+ / CuCl) j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg (1 / KspCu Cl) 先要计算出 j(Cu2+ / Cu+) 。 Cu2 Cu 0.52 v Cu 0.34 v j(Cu2+ / Cu)2j(Cu2+ / Cu)j(Cu+
5、 / Cu) 20.340.520.16 (v) 则 0.54 0.16 0.0591 lg (1 / KspCu Cl) lg KspCu Cl6.43 KspCu Cl3.710710 j(AgI / Ag)j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg KspAgI 0.15180.7996 0.0591 lg KspAgI lg KspAgI 16.098 KspAgI 7.98101711电极反应式 O2 2 H2O 4 e 4 OHj (O2 / OH) j(O2 / OH) 0.401 0.805 (v)12j(Fe (OH)3/ Fe (OH)2) j(Fe3+ / Fe2)0.0
6、591 lg 则 0.55 j(Fe3+ / Fe2) 0.0591 lg j(Fe3+ / Fe2) 0.77 (v)13该电池反应式为 B2 A A2 B E E lg Q Q 当A2B2 时 则 E E0.360 (v) 当A2 0.100 molL1，B2 1.00104 molL1时 E 0.360 lg 0.271 (v)14j(Cu2+ / CuI) j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 因为是在标准状态下 ，所以 Cu21.0 molL1 ， I1.0 molL1 ， Cu KspCu Ij(Cu2+ / CuI) 0.15 0.0591 lg 0.86 (v)15该
7、电池反应式为 Ni2 Cd Cd2 NiE E lg Q Q E j(Ni2+ / Ni) j(Cd2+ / Cd) 0.23 (0.402) 0.172 (v) 则 0.200 0.172 lg Cd20.226 ( molL1)16Co3离子氧化水的反应 ： 4 Co3 2 H2O 4 Co2 4 H O2 在题目所给条件下 ： E E lg Q 即 E E lg (1.811.23) lg 0.82 (v) E 0 在题目条件下Co3离子能氧化水 。17j (Fe3+ / Fe2) j(Fe3+ / Fe2) lg 0.77 lg 0.83 (v) j (Cl2 / Cl) j(Cl2
8、/ Cl) lg 1.36 lg 1.48 (v) j (Fe3+ / Fe2) j左 时 ，中间物种将自发歧化 ，可推断在酸性条件下锰的元素电势图中会发生歧化的物种是 MnO42和Mn3 。 j( MnO/ Mn2) 1.51 (v) Mn (s) Mn (c1) H (1.0 molL1) H2 (g，100kPa) ，Pt 该电池自发反应的方程式为 2 H Mn Mn2 H2 30 5 HBrO BrO 2 Br2 2 H2O H rGm n F E 496500(1.591.49) 38.6 (kJ mol1) lg K 6.76 K 5.810631 j (Fe3+ / Fe2) j
9、(Fe3+ / Fe2) 0.0591 lg 0.770 0.0591 lg 0.534 (v) j ( I2 / I) j( I2 / I) lg 0.535 lg 0.771 (v) E0.771 0.534 0.237 (v) 正极反应 I2 2 e 2 I 负极反应 Fe2 e Fe3 电池反应 I2 2 Fe2 2 Fe3 2 I rGm n F E 2965000.237 45.7 (kJ mol1)32j ( MnO / Mn2)j( MnO / Mn2) lg 1.51 lg H8 当pH3.00时 ，H1.0103 molL1 则 j ( MnO / Mn2)1.51 lg
10、(1.0103)8 1.24 (v) 此时MnO能氧化Br和I ，不能氧化Cl 。 当pH6.00时 ，H1.0106 molL1 则 j ( MnO / Mn2)1.51 lg (1.0106)8 0.943 (v) 此时MnO能氧化I ，不能氧化Cl和 Br 。33因为j ( MnO / Mn2)j( MnO / Mn2) lg 1.51 lg H8根据题意 ，即控制酸度使1.08 (v) j ( MnO / Mn2) 1.36 (v) 。 1.51 lg H8 1.08 解得 lg H4.55 pH1.59 时不能氧化 Cl 所以Cl 和 Br混合溶液中 Br被 MnO氧化，而 Cl 不
11、被氧化的pH条件是 ： 1.59 pH 0 该电池反应能自发进行 。 lg K34.86 K7.21034 电池反应式 Cu2 Pb Pb2 CuEE lg Q 即 E E lg (0.340.13) lg 0.46 (v) 0 该电池反应能自发进行 。 lg K15.91 K8.1101538反应方程式为 2 Co (OH)2 Br2 2 OH 2 Co (OH)3 2 Br j( Co(OH)3 / Co(OH)2 ) j (Co3+ / Co2) j(Co3+ / Co2) 0.0591 lg j(Co3+ / Co2) 0.0591 lg 1.84 0.0591 lg 0.13 (v)
12、 lg K33.84 K6.5103139 Fe3 0.770 v Fe2 ？ Fe 0.036 v j(Fe2+ / Fe) 0.44 (v) lg K40.95 K8.9104040 在 Ag/ Ag 电极中加入过量 I ，将生成AgI沉淀 ，平衡时Ag离子浓度为 Ag1.01017 (molL1) 则 j (Ag+ / Ag) j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg 0.799 0.0591 lg 1.01017 0.206 (v) j (Cu2+ / Cu) j(Cu2+ / Cu) lg Cu2+ 0.34 lg 0.010 0.281 (v) j (Cu2+ / Cu) 电极电
13、势高为正极 ，j (Ag+ / Ag) 电极电势低为负极 。原电池符号如下 ： Ag ，AgI (s) I (0.10 molL1) Cu2 (0.010 molL1) Cu (s) 电池反应式 2 Ag Cu2 2 I 2 AgI Cu j(AgI / Ag) 0.799 0.0591 lg 1.01018 0.265 (v) lg K20.47 K3.0102041 因为 j(MnO2 / Mn2) 1.23 v j左 时 ，中间物种将自发歧化 ，可推断在酸性条件下 HIO 和 H2O2 可发生歧化反应 ，有关反应式如下 ：10 HIO 2 HIO3 4 I2 4 H2O2 H2O2 2
14、H2O O2 因为在酸性介质中 j( IO/ I) j(O2 / H2O2) ，所以HIO3与 H2O2 能反应 。 因为在酸性介质中 j( IO/ I2) j(H2O2 / H2O) ，所以I2与 H2O2 能反应 。 由于发生下述反应 ，所以最终结果是H2O2 完全分解 ：2 HIO3 5 H2O2 I2 5 O2 6 H2O 5 H2O2 I2 2 HIO3 4 H2O 反应总结果是 2 H2O2 O2 2 H2O50 Zn(s) Zn2(1.0 molL1) KCl (饱和) Hg2Cl2(s) Hg (l) 正极反应 Hg2Cl2 2 e 2 Hg 2 Cl 负极反应 Zn 2 e
15、Zn2 电池反应 Hg2Cl2 Zn 2 Hg 2 Cl Zn2 E 0.242 0.763 1.005 (v) lg K34.01 K1.021034 r GmnF E 2965001.005194 (kJ mol1)51 j (Cu2+ / Cu)j(Cu2+ / Cu) lg Cu2 0.34 lg 0.020 0.29 (v) j (Fe3+ / Fe2)j(Fe3+ / Fe2) lg 0.77 0.0591 lg 0.69 (v) Cu CuSO4 (0.020 molL1) Fe3 (0.010 molL1)，Fe2 (0.250 molL1)Pt 正极反应 Fe3 e Fe2 负极反应 Cu 2 e Cu2 电池反应 2 Fe3 Cu 2 Fe2 Cu2 lg K14.55 K3.5101452 j (Ni2+ / Ni) j(Ni2+ / Ni) lg Ni2 0.23 lg 0.10 0.26 (v) j (Cu2+ / Cu)j(Cu2+ / Cu) lg Cu2 0.34 lg 0.20 0.32 (v) E0.32 0.26 0.58 (v) Ni NiSO4 (0.10 molL1) CuSO4 (0.20 molL1) Cu 正极反应 Cu2 2 e