无机化学第四章课后习题参考答案

第四章 氧化和还原

1、在下列两种物质中，分别按Mn,N元素的氧化值由低到高的顺序将各物质进行排列：

（1）MnO, MnSO4, KMnO4, MnO(OH), K2MnO4, Mn

(2) N2, NO2, N2O5, N2O, NH3, N2H4

2、指出下列反应中的氧化剂，还原剂以及它们相应的还原，氧化产物。

（1） SO2+ I2 + 2H2O → H2SO4 + 2HI （2）SnCl2 + 2HgCl2 → SnCl4 + Hg2Cl2

(3) 3I2 + 6NaOH → 5NaI + NaIO3 + 3H2O 3、用氧化值法配平下列氧化还原反应方程式： （1）Cu + H2SO4 (浓)→ CuSO4 + SO2 + H2O

（2）KMnO4 + S → MnO2 + K2SO4

(3) As2S3+ HNO3 + H2O → H3AsO4 + H2SO4 + NO (4) (NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + H2O (5) P4 + NaOH → PH3+ NaH2PO2

4、用离子-电子法配平下列氧化还原反应方程式： （1）Cr2O7+ SO3 + H → Cr + SO4

(2) PbO2(s) + Cl + H → Pb (实际是PbCl4) + Cl2 (3) H2S + I2 → I + S

(4) CrO2 + H2O2 + OH → CrO4 (5) ClO3 + S → Cl + S + OH

-2-----2---+

2+

2-2-2+

+

3+

2-

(6) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

(7) KI + KIO3 + H2SO4 → I2+ K2SO4 (8) Ca(OH)2 + Cl2 → Ca(ClO) 2 + CaCl2 (9) Fe(OH)2 + H2O2 → Fe(OH)3 (10) Al + NO3 → [Al(OH) 4] + NH3 (11) ClO + Fe(OH)3 → Cl + FeO4 (12) P + CuSO4 → Cu3P + H3PO4 + H2SO4

5、把镁片和铁片分别放入浓度均为1 mol .L-1的镁盐和亚铁盐的溶液中，并组成一个原电池。写出原电池的电池符号，指出正极和负极，写出正、负极的电极反应，并指出哪种金属会溶解？

6、从铁、镍、铜、银四种金属及其盐溶液[c(M)=1.0 mol .L-1]中选出两种，组成一个具有最大电动势的原电池，写出其电池符号。 7、标准状态下，下列各组物种内，哪种是较强的氧化剂？说明理由。

（1）PbO2或Sn (2) I2或Ag (3) Cl2或Br2 （4）HNO2或H2SO3 8、标准状态下，下列各组物种内，哪种是较强的还原剂？说明理由。

(1) F或Cu (2) I2或Ag (3) Cl2或Br2 (4) HNO2或H2SO3 9、查出下列各电对的标准电极电势Ea,判断各组电对中，哪一个

θ

- -

--2-

2+

4++

-+

物种是最强的氧化剂？哪一个物种是最强的还原剂？并写出两者之间进行氧化还原反应的反应式。 （1）MnO4/Mn,Fe/Fe,Cl2/Cl (2) Br2/Br,Fe/Fe，I2/I (3) O2/H2O2,H2O2/H2O,O2/H2O

10、根据标准电极电势Ea，判断下列反应自发进行的方向： （1） Cd + Zd → Cd + Zn (2) Sn + 2Ag → Sn + 2Ag (3) H2SO3 + 2H2S → 3S + 3H2O

(4) 2MnO4- + 3Mn+ 2H2O → 5MnO2 + 4H (5) 3Fe(NO3) 2 + 4HNO3 → 3Fe(NO3) 3 + NO + 2H2O (6) 2K2SO4 + Cl2 → K2S2O8 + 2KCl

11、根据标准电极电势Ea，指出下列各物种，哪些可以共存，哪些不能共存，说明理由。

（1）Fe,I (2)S2O8,H2S (3) Fe,Sn

(4) Cr2O7,I (5)Ag+,Fe (6) BrO3,Br (酸性介质) （7）MnO4,Sn (8) HNO3,H2S

12、在下列电对中，离子浓度的变化对电极电势有何影响？单质的氧化还原能力如何改变？

（1）Fe+ 2e ? Fe (2)I2 + 2e ? 2I

13、溶液的pH增加，对下列电对的电极电势有何影响？使各物种的氧化还原能力如何改变？

2+

----2+2--2+

--3+

-2-2+

4+

θθ

-2+3+2+-

-

-3+2+

2+2+

2++4+

2+ +

(1) MnO2/Mn (2) MnO4/MnO4 (3) NO3/HNO2

14、计算下列半反应的电极电势。

2+-（1） Sn (0.10 mol .L-1) + 2e → Sn +-(2) Ag (0.25 mol .L-1) + e → Ag

+-(3) O2 (1.00kPa) + 4H (0.10 mol .L-1) + 4e → 2H2O(L) +-2+

(4) PbO2 (s) + 4H (1.0 mol .L-1) + 2e → Pb (0.10 mol .L-1)

-

2+-2-

+ 2H2O

15、次氯酸在酸性溶液中的氧化性比在中性溶液中强，计算当溶

-液PH=1.00和PH=7.00时，电对HClO/Cl的电极电势，假设c(HClO)

-和c(Cl)都等于1.0 mol .L-1。

2-3+

16、若c(Cr2O7)=c(Cr)=1.0 mol .L-1,p(Cl2)=1.00kPa,下列情况下

能否利用反应：

K2Cr2O7 + 14HCl 2CrCl3 + 3Cl2 + 2KCl +7H2O 来制备氯气？

（1） 盐酸浓度为0.10 mol .L-1； （2） 盐酸浓度为12 mol .L-1.

17、在一个半电池中，一根铂丝浸入一含有0.85 mol .L-1Fe和0.010 mol .L-1Fe的溶液中，另一个半电池是金属Cd浸入0.50

2+

mol .L-1Cd的溶液中。试答：

2+

3+

（1）当电池产生电流时，何者是正极？何者是负极？ （2）写出电池反应。

（3）计算该电池反应的平衡常数。 18、已知锰在酸性介质中的元素电势图：

θ

1.23

- 0.564 Ea/V MnO4 MnO4 2- 2.26

MnO2 0.95 Mn 2+-1.18

Mn

1.695

(1) 试判断哪些物种可以发生歧化反应，写出歧化反应式。 （2）估计在酸性介质中，哪些是较稳定的物种？ 19、硫在酸性溶液中的元素电势图中： Ea/V S2O8

2- 2.05

θ

SO4 0.17 H2SO3 0.40 S2O3 0.50 S 0.141 H2S

2- 2-

0.45

试问：（1）氧化性最强的物种是什么？还原性最强的物种是什么？ (2) 比较稀H2SO4和H2SO3的氧化能力，举例说明。

（3）H2S2O3能否发生歧化反应，估计歧化反应产物是什么？ 20、计算反应Fe + Cu = Fe + Cu的平衡常数。若反应结束后溶

2+2+

液中c(Fe)=0.10 mol .L-1 ,试问此时溶液中的Cu浓度为多少？

2+

2+

.L-1Co2+ 21、某原电池中的一个半电池是由金属钴浸入在1.00 mol 的溶液中组成的，另一半半电池则由铂片浸入1.00 mol .L-1Cl的溶

-

液中，并不断通入Cl2 [p(Cl2)=100kPa]组成的。实验测得电池的电动势为1.63V，钴电极为负极。已知E(Cl2/Cl)=1.36V,回答下列问题： （1）写出电池反应方程式。 （2）E(Co/Co)为多少？

（3）p(Cl2)增大时，电池的电动势如何变化？

θ

2+

θ

-

2+

（4）当其他浓度、分压不变，c(Co)变为0.010 mol .L-1时，电

池的电动势是多少？

22、铊的元素电势图如下：

Ea/V Tl

θ

3+ 1.25

Tl + -0.34

Tl 0.72

(1)写出由电对Tl/Tl和Tl/Tl组成的原电池的电池符号及电池反应；

（2）计算该原电池的标准电动势E； （3）求此电池反应的平衡常数。

23、试从下列各题了解同一电对在酸、碱介质中的Ea值和Eb值的联系【系统中p(H2)=100kPa,p(O2)=100kPa】;

（1） Ea(H+/H2)=0V,它在碱性介质中的Eb(OH-/H2)等于多少？

（2）Eb(O2/OH)=0.401V,它在酸性介质中的Ea(O2/H2O)等于多少？

24、参照本章例6的处理方法，根据Ka(HF)=6.6*10,求电对F2/F的E值【p(F2)=100kPa】。

25、Ag不溶于HCl,却溶于HI.

提示：计算E（AgCl/Ag）和E（AgI/Ag）值并与E(H+/H2)对比。

26、已知E{Fe(OH)2/Fe}=-0.887V, E(Fe/Fe)=-0.44V,求Ksp

θ

θ

θ

2+

θ

θ

θ

-θ

θ

--4

θ

-θ

θ

θ

θ

θ

θ

3+++

{Fe(OH)2}.

27、Pb-Sn电池

2+2+

（-）Sn|Sn (1.0 mol .L-1) ||Pb (1.0 mol .L-1)|Pb(+)

求算：（1）电池的标准电动势E。

2+θ （2）当c(Sn)仍为1.0 mol .L-1，电池反应逆转时（即E

θ

≤0 V）的c(Pb)等于多少？

2+

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