无机化学课后习题答案2-8

内容发布更新时间 : 2024/12/23 9:44:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

H2O2+ 2H+ 2e=== 2H2O E?=1.77 V O2(g) + 2H+ 2e=== H2O2E?=0.68 V

6.23 工业上可以用电解硫酸或氢氧化钠溶液的方法制备氢气。试计算298K、标准状态下两

种电解反应的理论分解电压。 已知:2H+ 2e=== 2H2 E?=0.00 V

2H2O + O2(g) + 4e=== 4OHE?=1.23 V

6.24 在下列四种条件下电解CuSO4溶液,写出阴极和阳极上发生的电极反应,并指出溶液

组成如何变化。

(1) 阴极、阳极均为铜电极; (2) 阴极为铜电极,阳极为铂电极; (3) 阴极为铂电极,阳极为铜电极; (4) 阴极、阳极均为铂电极。

+-

习题解答

6.1 氧化数是化合物中某元素所带的形式电荷的数值。

化合价是表示元素能够化合或转换一价基团的数目。

在离子化合物中二者数值上可能相同,但在共价化合物中往往相差很大。 实验依据:::::::

6.2 在Cl2+H2O==HClO+HCl中:Cl2既是反应的氧化剂,又是还原剂,这种氧化-还原反

应叫做歧化反应。 6.3

Fe3O4 PbO2 Na2O2 Na2S2O3 NCl3 NaH KO2 KO3 Fe Pb Na Na N Na K K + +4 +1 +1 +3 +1 +1 +1 83O O O S Cl H O O -2 -2 -1 +2 -1 -1 - - 1312 O -2 N2O4 N +4 O -2 6.4 共有四种常见电极:

(a)金属-金属离子电极

金属置于含有同一金属离子的盐溶液中所构成的电极。 电极符号为 Zn(s)|Zn2+ (b)气体-离子电极

这类电极的构成需要一个固体导电体,该导电固体对所接触的气体和溶液都不起作用,但它能催化气体电极反应的进行 电极符号为 Pt|H2(g)|H+

(c)金属-金属难溶盐或氧化物-阴离子电极

表面涂有该金属的难溶盐(或氧化物)的金属浸入与该盐具有相同阴离子的溶液即构成此类电极

电极符号为 Ag-AgCl(s)|Cl (d)“氧化还原”电极

将惰性导电材料(铂或石墨)放于含有同一元素不同氧化数的两种离子的溶液中即构成此类电极

电极符号为 Pt|Fe3+,Fe2+

6.5 (1)(-)Pt|H2(p atm)|| Cu2+(a mol·dm3-) | Cu(+)

(2)(-)Pt|H2(p)|| Cl(a mol·dm3-) | AgCl-Ag(+)

(3)(-)Zn | Zn2+(a mol·dm3-) || Cl(a mol·dm3-) | AgCl-Ag(+)

(4)(-)Zn | Zn2+(a mol·dm3-) || Fe3(a mol·dm3-) ,Fe2(b mol·dm3-) | Pt(+)

(5)(-)Pt|H2(p)|| Fe3(a mol·dm3-) ,Fe2(b mol·dm3-) | Pt(+)

6.6

??4 Zn(NO3)2+ NH4NO3+3 H2O (16) 4 Zn +10 HNO3(极稀) ???2 HIO3+10 NO2+4 H2O (17) I2+10 HNO3 ???3 Cu(NO3)2+2 NO +4 H2O (18) 3 Cu +8 HNO3(稀)??? 12 H3PO4+20 NO (19) 3 P4+20 HNO3+8 H2O???4 Mg(NO3)2+ N2O +5 H2O (20) 4 Mg +10 HNO3(稀) ????? CuSO4+4 H2O (21) CuS +8 HNO3(浓) ???2 H3AsO4+3 H2SO4+28 NO2+8 H2O (22) As2S3+28 HNO3(浓) ???3 NaH2PO2+ PH3 (23) P4+3 NaOH +3 H2O??? Cr2(SO4)3+4 K2SO4+3 I2+7 H2O (24) K2Cr2O7+6 KI +7 H2SO4???2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+10CO2+8H2O (25) 5Na2C2O4+2KMnO4+3H2SO4???2MnSO4+ K2SO4+5O2+8H2O (26) 5H2O2+2KMnO4+3H2SO4???2K2CrO4+3 K2SO4+8 H2O (27) 3H2O2+ Cr2(S O4)3+10KOH ??? Na2S4O6+2NaI (28) 2Na2S2O3+ I2???8NaCl +2Na2SO4+5H2O (29) Na2S2O3+4Cl2+10NaOH ?(30) 5K2S2O8+2MnSO4+8H2O ????8H2SO4+2KMnO4+4K2SO4 6.7

Ag????3I2+3H2O (6) IO3+ 5I+6H?-

??2MnO4+ 5Bi3+5Na+7H2O (7) 2Mn2+ 5NaBiO3+14H?+

?? CrO72+ 3Pb2+2H (8) 2Cr3+ 3PbO2+H2O?+

??5C3H6O2+ 4Mn2+11H2O (9) 5C3H8O + 4MnO4+12H?-

??10Cl+ 12H3PO4+10H (10) 10HClO+ 3P4+18H2O ?-

6.8

??2 CrO2+ 3 HSnO3+2OH (6) 2CrO42+3 HSnO2+H2O?-

??2 CrO42+4H2O (7) 3H2O2 + 2CrO2+2OH?-

??AsO43+2I+ 3H2O (8) I2+ H2AsO3+4OH?-

??SiO32+2H2 (9) Si +2OH+H2O?-

??BrO3+5Br+ 3H2O (10) 3 Br2+6OH?-

??2FeCl3 6.9 (1)2Fe + 3Cl2???2FeBr3 (2)2Fe + 3Br2??? FeI2 (3)Fe + I2??? FeCl2+ H2↑ (4)Fe +2HCl ??? 2FeCl2+ CuCl2 (5)2FeCl3+ Cu ??? 2FeCl2+ 2KCl + I2 (6)2FeCl3+2KI ?6.10 查得甘汞电极电势为+0.2676V

E?Cu2+/Cu=0.34-0.2676=0.072V E?Zn2+/Zn=-0.7628-0.2676=-1.030V 6.11 ?2?[H?]3Ka0.059[H?]30.059 ??1?lg?0.94?lg??2[HNO2]2[H][NO2]?Ka0.059??0.94?lg??[NO?]22??0.94??Kw??[OH?]?????2?? ??0.05910.0592lg?lg(KaKw) ??222[OH][NO2]-

?

dm-3 ?2要求[NO2]=[OH]=1 mol·

则?2??0.94?0.0590.059lg(KaKw2)?0.94?lg(5.1?10?4?(10?14)2)?0.02(V) 226.12 ??(AgCl/Ag)?0.799?0.059lg(1.8?10?10)?0.224(V)>0

??(AgBr/Ag)?0.799?0.059lg(5.0?10?13)?0.073(V)>0 ??(AgI/Ag)?0.799?0.059lg(8.9?10?17)??0.148(V)<0 Ag在HI中可以置换氢气 6.13 查得

??(H2O2/H2O)?1.776V ??(Cr2O72-/Cr3?)?1.33V ??(Fe3?/Fe2?)?0.771V

而??(Br2/Br-)?1.087V ??(I2/I?)?0.535V ??(Fe3?/Fe2?)介于二者之间,故Fe3+为合适的选择性氧化剂 6.14

?ECu???=2-=2?0.337-0.153=0.521(V) EE2+/CuCu2+/Cu+Cu/Cu对于反应Cu2+Cu+2Cl=== 2CuCl(s)

E?=Cu2+/CuClE?+0.059lgCu2+/Cu+[Cu2?]1?= E2+++0.059lg?Cu/Cu[Cu?]Ksp(CuCl) =0.153-0.059lg(1.2?10-6)=0.502(V)

??=ECuECuCl/Cu???+0.059lg[Cu]=+0.059lgEK(CuCl) ?sp/CuCu/Cu+

=0.521+0. 059lg(1.2?10-6)=0.172(V)

??E?=ECu-=0.502-0.172=0.33(V)>0 E2+CuCl/Cu/CuCl反应向正反应方向进行

?rGm?=-zFE=-96500?0.33=-31845J·mol-1

?1?0.33zE??由lgK==得K=3.9?105

0.0590.059

?6.15

6.16 设生成CuS沉淀后,正极溶液中Cu2的浓度为xmol·dm-3

所组成电池为:(-)Zn|Zn2(1mol·dm-3)||Cu2+(xmol·dm-3)|Cu(+)

电池反应为:Cu2+Zn===Cu+Zn2

0.05910.059[Zn2?]lg 由E?E?得方程:0.670=[0.337-(-0.763)]-lg2?2x2[Cu]?得x=2.63?10-15 [Cu2]=2.63?10-15 mol·dm-3

6.17 (1) 2Ag+2Hg===2Ag+Hg22

平衡时: 1-2×0.311=0.378 0.311 平衡常数K°=E°=

0.3110.3782?2.18

0.059lgK?=0.10(V) 2由E°= E°(Ag+/Ag)-E°(Hg22+/Hg) 得E°(Hg22+/Hg)=0.799-0.10=0.789(V)

(2)电池符号:(-)Pt | H2(1.013×105)Pa| H(1.0mol·dm3)|| Cl| Hg2Cl2| Hg(+)

?Ksp(Hg2Cl2)0.0590.0592?由E=E°+ lg[Hg2]= E°+lg22[Cl?]2

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