《工科化学》课程教学资源（习题解答）第6章 习题参考答案

第6章部分习题参考答案8、将下列反应配装成电池，写出电极反应式及原电池表达式。（1)2Al+3Pb2+（aq）=2A13+（aq）+3Pb(2)Zn(s)+Au3+（ag)+CI(ag)=Zn2+（aq)+AuCI (s)(3) Sn2+ (aq）+ 2Fe2+(aq) =Sn++ (aq) + 2Fe2+ (aq)(4)MnO4（aq)+5Fe2+（aq）+8H+（aq)=Mn2+（aq）+5Fe3+（aq）+4H20解：2AI-6e =2A/3+（1）负极反应正极反应3Pb2++ 6e = 3Pb原电池表达式(-) Al|A13+(ci)Il Pb2+(c2)|Pb (+)（2）负极反应Zn-2e =Zn2+正极反应Au3+ + CI- + 2e = AuCI原电池表达式(-) Zn|Zn2+(ci) Il Au3+(c2),CI(c3)|AuCl(s)|Pt (+)（3）负极反应Sn2+ - 2e = Sn4+正极反应2Fe3++ 2e =2Fe2+原电池表达式(-) PtSn2+(cl), Sn+(c2)Il Fe3+(c3),Fe2+(c4)[Pt (+)（4）负极反应5Fe2+-5e = 5Fe3+正极反应MnO4 + 8H+ +5e = Mn2++ 4H20原电池表达式(-) Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2) I MnO4(c3),H+(c4),Mn2+(cs)|Pt (+)9、写出下列电池的电极反应和电池反应。(1)（-)NiNi2+(0.01mol-L-l) IlPb2+(1.0mol-L-I)Pb （+)(2)(-)PtBr2|Br(0.01mol-L-I) I CI(1.0mol-L-')ICl2(100kPa)Pt （+)(3)(-) Pt/Cl2(100kPa)/CI(0.01mol-L-) II MnO4(0.1mol-L-"),Mn2+(0.1mol-L-),H+(0.1mol-L-l)Pt (+)(4)（-)Zn/Zn2+(0.01mol-L-I) Il Fe3+(1.0mol-L-I),Fe2+(0.1mol-L-")Pt （+)解：（1）负极反应Ni- 2e = Ni2+正极反应Pb2++ 2e = Pb原电池反应Pb2+ + Ni = Ni2+ + Pb（2）负极反应2Br -2e=Br2正极反应Cl2 + 2e = 2CI原电池反应Cl2+2Br= Br2 +2C（3）负极反应2CI-2e=Cl2正极反应MnO04 + 8H++ 5e = Mn2++ 4H20原电池反应10C+2Mn04 + 16H+= 5Cl2 +2Mn2++ 8H20（4）负极反应Zn - 2e = Zn2+

第 6 章 部分习题参考答案 8、将下列反应配装成电池，写出电极反应式及原电池表达式。 （1）2Al+ 3Pb2+（aq）= 2Al3+（aq）+ 3Pb （2）Zn（s）+ Au3+（aq）+ Cl-（aq）= Zn2+（aq）+ AuCl（s） （3）Sn2+（aq）+ 2Fe2+（aq）= Sn4+（aq）+ 2Fe2+（aq） （4）MnO4 -（aq）+ 5Fe2+（aq）+ 8H+（aq）= Mn2+（aq）+ 5Fe3+（aq）+ 4H2O 解： （1）负极反应 2Al – 6e = 2Al3+ 正极反应 3Pb2+ + 6e = 3Pb 原电池表达式 （-）Al|Al3+(c1)‖Pb2+(c2)|Pb（+） （2）负极反应 Zn – 2e = Zn2+ 正极反应 Au3+ + Cl- + 2e = AuCl 原电池表达式 （-）Zn|Zn2+(c1)‖Au3+(c2),Cl- (c3)|AuCl(s)|Pt（+） （3）负极反应 Sn2+ - 2e = Sn4+ 正极反应 2Fe3+ + 2e = 2Fe2+ 原电池表达式 （-）Pt|Sn2+(c1)，Sn4+(c2)‖Fe3+ (c3),Fe2+(c4)|Pt（+） （4）负极反应 5Fe2+ -5e = 5Fe3+ 正极反应 MnO4 - + 8H+ +5e = Mn2+ + 4H2O 原电池表达式 （-）Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)‖MnO4 - (c3),H+ (c4),Mn2+(c5)|Pt（+） 9、写出下列电池的电极反应和电池反应。 （1）（-）Ni|Ni2+(0.01mol•L-1 )‖Pb2+(1.0mol•L-1 )|Pb（+） （2）（-）Pt|Br2|Br- (0.01mol•L-1 )‖Cl- (1.0mol•L-1 )|Cl2(100kPa)|Pt（+） （3）（-）Pt|Cl2(100kPa)|Cl- (0.01mol•L-1 )‖MnO4 - (0.1mol•L-1 ),Mn2+(0.1mol•L-1 )， H+ (0.1mol•L-1 )|Pt（+） （4）（-）Zn|Zn2+(0.01mol•L-1 )‖Fe3+(1.0mol•L-1 ),Fe2+(0.1mol•L-1 )|Pt（+） 解： （1）负极反应 Ni – 2e = Ni2+ 正极反应 Pb2+ + 2e = Pb 原电池反应 Pb2+ + Ni = Ni2+ + Pb （2）负极反应 2Br- - 2e = Br2 正极反应 Cl2 + 2e = 2Cl- 原电池反应 Cl2 + 2Br-= Br2 + 2Cl- （3）负极反应 2Cl- - 2e = Cl2 正极反应 MnO4 - + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O 原电池反应 10Cl- + 2MnO4 - + 16H+ = 5Cl2 + 2Mn2+ + 8H2O （4）负极反应 Zn – 2e = Zn2+

正极反应2Fe3++2e=2Fe2+原电池反应Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+3、写出下列电池的电极反应和电池反应，并计算电池的电动势。(-) CuCu2+(1.0mol-L-l) II Cu2+(2.5mol·L-)ICu (+)解：负极反应Cu - 2e = Cu2+(1.0mol-L-l)正极反应Cu2+(2.5mol-L-l) +2e=Cu原电池反应Cu2+(2.5mol-L-l)=Cu2+(1.0mol-L-l)据能斯特方程 +0521g(c(C) / 9) * + 00521g2. 220.05920.05921g(c(Cu2+) / ce) =gpelg10=022E=P+ - 0.=+ 0.012V11、参考附录表中标准电极电势E°值，判断下列反应能否进行。（1）I,能否使Mn2氧化为MnO,？（2）在酸性溶液中KMnO4，能否使Fe2+氧化为Fe3+？（3）Sn2+能否使Fe还原为Fe2+？（4）Sn2+能否使Fe2+还原为Fe？解：β(l,/I-)=0.5355V,β(Mno /Mr= ) 1.p(MnO/Mn2+)=1.507V,β°(Fe3+ /Fe2+)=0.771Vp°(Sn2+ /Sn)= -0.1375V,（F /F) 0.4β°(Sn*+ /Sn2+)=0.151V（1）I2不能使Mn2+氧化为MnO2。（2）在酸性溶液中KMnO4能使Fe2+氧化为Fe3+。（3）Sn2+能使Fe3+还原为Fe2+。（4）Sn2+能使Fe2+还原为Fe。12、在pH=7时，判断下列反应进行的方向（其他离子浓度为标准浓度）(1)Sn4++2Fe2+= Sn2++2Fe3+

正极反应 2Fe3+ + 2e = 2Fe2+ 原电池反应 Zn + 2Fe3+ = Zn2+ + 2Fe2+ 3、写出下列电池的电极反应和电池反应，并计算电池的电动势。 （-）Cu|Cu2+(1.0mol•L-1 )‖Cu2+(2.5mol•L-1 )|Cu（+） 解： 负极反应 Cu – 2e = Cu2+(1.0mol•L-1 ) 正极反应 Cu2+(2.5mol•L-1 ) + 2e = Cu 原电池反应 Cu2+(2.5mol•L-1 ) = Cu2+(1.0mol•L-1 ) 据能斯特方程: φ+ = 0.0592 2 lg{ ( ) / } 2 c Cu c      = 0.0592 lg 2.5 2    φ- = 0.0592 2 lg{ ( ) / } 2 c Cu c      = 0.0592 lg 1 2    E=φ+ - φ- = + 0.012V 11、参考附录表中标准电极电势 E  值，判断下列反应能否进行。 （1） 2 I 能否使 Mn2 氧化为 MnO2 ？ （2）在酸性溶液中 KMnO4 ，能否使 2 Fe  氧化为 3 Fe  ？ （3） 2 Sn  能否使 3 Fe  还原为 2 Fe  ？ （4） 2 Sn  能否使 2 Fe  还原为 Fe ？ 解： 2 (I / I ) 0.5355V     ， 2 2 (MnO / Mn ) 1.224 V     2 4 (MnO / Mn ) 1.507V      ， 3 2 (Fe / Fe ) 0.771V      2 (Sn / Sn) 0.1375V      ， 2 (Fe / Fe) 0.447 V     4 2 (Sn / Sn ) 0.151V      （1） I2 不能使 Mn2+氧化为 MnO2。 （2） 在酸性溶液中 KMnO4能使 Fe2+氧化为 Fe3+。 （3） Sn2+能使 Fe3+还原为 Fe2+。 （4） Sn2+能使 Fe2+还原为 Fe。 12、在 pH=7 时，判断下列反应进行的方向（其他离子浓度为标准浓度）。 （1）Sn4++ 2Fe2+= Sn2++ 2Fe3+

（2）2MnO4+61+4H2O=312+2MnO2+80H解：（1）负极反应2Fe2+-2e=2Fe3+正极反应Sn4++ + 2e = Sn2+根据能斯特方程p (Fe3+/Fe2+)=p(Fe3+/Fe2+)=0.770V (Sn+/ Sn2+)=p°(Sn4+/ Sn2+)=0.15VE= β(Sn4/ Sn2+)-β (Fe3+/Fe2+)=0.15-0.770=-0.62V0故反应正向进行。13、在25℃，1个标准大气压下，若Fe3+、Fe2+、Ag*的浓度均为0.1mol·L"，现将电对Fe3+/Fe2+、Ag+/Ag组成原电池。（1）求出上述原电池的电动势：（2）写出电池符号表达式：（3）写出电极反应和电池反应；（4）求电池反应的平衡常数K。解：（1）据能斯特方程 (Fe/Fe2)p (Fe3/Fe+)+ 0.0591g[Fe*]=0.770Vn[Fe2*](Ag/Ag) =0° (Ag/Ag) +0.0591g[4g]-=0.7996-0.059=0.7406Vn1E= p (Fe3+/Fe2+)-p （Ag*/Ag)=0.770-0.7406=0.294V(2)(-) Ag|Ag*(0.1mol ·L-I) l Fe3+(0.1 mol · L-'),Fe2+(0.1 mol ·L-I)|Pt (+)（3）负极反应Ag-e=Agt正极反应Fe3++ e = Fe2+电池反应式Ag+Fe3+=Ag++Fe2+

（2）2MnO4 -+ 6I-+ 4H2O= 3I2+ 2MnO2+ 8OH- 解： （1）负极反应 2Fe2+ - 2e = 2Fe3+ 正极反应 Sn4+ + 2e = Sn2+ 根据能斯特方程  ( Fe3+/Fe2+)=   ( Fe3+/Fe2+)= 0.770V  ( Sn4+/ Sn2+)=   ( Sn4+/ Sn2+)=0.15V E =  ( Sn4+/ Sn2+)- ( Fe3+/Fe2+)= 0.15 – 0.770 = -0.62V 0 故反应正向进行。 13、在 25℃，1 个标准大气压下，若 Fe3+、Fe2+、Ag+的浓度均为 0.1 mol•L-1，现将电对 Fe3+/Fe2+、Ag+ / Ag 组成原电池。 （1）求出上述原电池的电动势； （2）写出电池符号表达式； （3）写出电极反应和电池反应； （4）求电池反应的平衡常数 K。 解：（1）据能斯特方程  (Fe3+/Fe2+)=   (Fe3+/Fe2+)+ [ ] [ ] lg 0.059 2 3   Fe Fe n =0.770V  (Ag+ /Ag）=   （Ag+ /Ag）+ 1 [ ] lg 0.059  Ag n =0.7996-0.059 = 0.7406V E =  (Fe3+/Fe2+)- （Ag+ /Ag）= 0.770-0.7406 = 0.294V （2）（-）Ag|Ag+ (0.1mol·L -1 )‖Fe3+(0.1 mol·L -1 ),Fe2+(0.1 mol·L -1 )|Pt（+） （3）负极反应 Ag – e = Ag+ 正极反应 Fe3+ + e = Fe2+ 电池反应式 Ag + Fe3+ = Ag+ + Fe2+

（4）平衡时IgK=nEo(Fe3+/Fe2+)-@(Ag*/Ag)0.770-0.7996-0.02960.50.0590.0590.0590.059解得：K=0.31614、碘在碱性价质中的元素电势图为0.54V10-T0.56V求(10-/1），并判断1,能否歧化成IO-和I。解: I0°+e+H,0→}I+20H- ，A,G,=-FE(10 / 1te→rA,G%,,=-FE(1,TII0° +2e+H,0 →I +20H△,G%, = -2 FE9(IO /I-)-2Fβ(I0- /I)=-Fβ(10- /I)-Fβ(I,/I)β(I0-/1,)=2β(10- /I-)-@(I,/I-)=(2×0.56-0.54)V=0.58VP左>右，I，不会岐化

（4）平衡时 0.5 0.059 0.0296 0.059 0.770 0.7996 0.059 ( / ) ( / ) 0.059 lg 3 2             nE Fe Fe Ag Ag K       解得：  K =0.316 14、碘在碱性价质中的元素电势图为 0.54V  IO 2 I  I 0.56V 求 θ  (IO 2 I ) ，并判断 2 I 能否歧化成 IO 和 I  。 解： 2 2 1 IO e+H O I +2OH 2     ， θ ,1 2 (IO / I ) r m G FE      2 1 I +e I 2   θ ,2 2 (I /I ) r m G FE      2 IO 2e+H O I 2OH       q - ,3 2 (IO /I ) r m G FE      2 2 2 (IO / I ) (IO / I ) (I /I )               F F F θ  (IO   θ θ 2 2 I )=2 (IO / I ) (I /I ) 2 0.56 0.54 V=0.58V          左 > 右 ， 2 I 不会岐化