无机及分析化学习题(1)分析(共35页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第4章 物质结构4-1.氮原子的价电子构型是2s22p3,试用4个量子数分别表明每个电子的运动状态。解:n=2;l=0,1;m=0,±1;ms=;4-2.下列各组轨道中,哪些是简并轨道?简并度是多少?(1)氢原子中2s,2px,2py,2pz,3px。(2)He+离子中4s,4px,4pz,4dxy,5s,5px。(3)Sc原子中2s,2px,2pz,2py,3dxy,4s。解:(1)2s,2px,2py,2pz是简并轨道,简并度是4;(2)4s,4px,4pz,4dxy是简并轨道,简并度是4;(3)2px,2pz,2py是简并轨道,简并度是3;4-3.下列

2、各原子的电子层结构何者属于基态、激发态或不正确的?(1)1s22s12p2; (2)1s22s12d1;(3)1s22s22p43s1; (4)1s22s22p63s23p3;(5)1s22s22p83s1; (6)1s22s22p63s23p63d54s1。解:原子的电子层结构属于基态的是:(4),(6)原子的电子层结构属于激发态的是:(1),(3)原子的电子层结构属于不正确的是:(2),(5)4-4.在氢原子中,4s和3d哪一个轨道能量高?19号元素钾的4s和3d哪个能量高?并说明原因。解:氢原子中4s轨道的能量高,因为氢原子是单电子体系,其能量不受l的影响,只与n有关,n越大其能量越高;

3、19号元素钾的3d比4s能量高,主要是因为多电子体系由于屏蔽效应和钻穿效应,发生能级交错。4-5.写出下列原子和离子的电子结构式。(1)Cu(z=29)和Cu+ (2)Fe(z=26)和Fe3+(3)Ag(z=47)和Ag+ (4)I (z=35)和I-解:(1)Cu(z=29):Ar3d104s1和Cu+:Ar3d10(2)Fe(z=26):Ar3d64s2和Fe3+:Ar3d5(3)Ag(z=47):Kr4d104s1和Ag+:Kr4d10(4)I (z=35) :Ar3d104s24p5和I-:Ar3d104s24p64-6.某一元素的原子序数为24,试问:(1)核外电子总数是多少? (

4、2)它的电子排布式?(3)价电子层结构; (4)元素所处的周期、族、区?解:(1)核外电子总数是24(2)它的电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1(3)价电子层结构:3d54s1(4)元素所处的四周期、B族、d区4-7.A族和B族最外层电子数虽然都为1,但它们的金属性却不同,为什么?解:A族其价层电子构型为ns1,属于活泼金属,容易失电子并形成稀有气体结构1s2或ns2np6稳定结构,而B族外层电子构型为(n-1)d10ns1,原子半径比同周期的A族小,有效核电荷数大,不易失去外层电子,故金属性比A族差。4-8.不用查表,判断下列各组中原子或离子半径谁大?试解释之。(1)H与

5、N (2)Ba与Sr (3)Cu与Ni (4)Na与Al (5)Fe2+与Fe3+解:(1)N的原子半径大,H的原子半径在元素周期表中的半径是最小的,N的原子半径比H大;(2)Ba的原子半径大,同一主族,从上到下,原子依次半径增大;(3)Cu的原子半径大,因为Cu具有d10电子构型,有较大的屏蔽作用,所以原子半径略有增加;(4)Na的原子半径大,同一周期,随着核电荷数的增加,原子核对外层电子的吸引力也增加,使得原子半径逐渐减小。(5)Fe2+的原子半径大,同一元素,失电子越多,核电荷对于外层的电子的吸引力越大,半径越小。4-9.某元素的最高正价为+6,最外层电子数为1,原子半径是同族中最小的,

6、试写出该元素的电子结构式、名称及元素符号。解:该元素的电子结构式Ar3d54s1、名称铬及元素符号Cr。4-10.某元素其原子最外层有2个电子,次外层有13个电子,问此元素在周期表中应属哪族?最高正价是多少?是金属还是非金属?解:应该属于B簇,最高正价+7,金属。4-11.有第四周期的A、B、C、D四种元素,它们的价电子数依次为1、2、2、7,且原子序数A、B、C、D依次增大,已知A与B的次外层电子数为,C与D次外层电子数为18,试问:(1)那些是金属元素?(2)A、B、C、D的原子序数及电子结构式是什么?(3)B、D两元素,问能否形成化合物?写出分子式。解:(1) A、B、C是金属元素。(2

7、)A:原子序数19,Ar 4s1;B:原子序数20,Ar 4s2;C:原子序数30,Ar3d104s2;D:原子序数35,Ar 4s24p5 。(3)B、D两元素,能形成化合物,分子式为CaBr2。4-12.指出下列各组化合物中,哪个化合物的价键极性最大?哪个的极性最小?(1)NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl5 (2) LiF NaF RbF CsF(3) HF HCl HBr HI (4) CH3F CH3Cl CH3Br CH3I解:(1)NaCl极性最大,PCl5极性最小;(2)CsF极性最大,LiF极性最小;(3)HF极性最大,HI极性最小;(4)CH3F极性最大,

8、CH3I极性最小;4-13.分析下列各分子的中心原子的杂化轨道类型和指出各化学键的键型(键或键)。(1)HCN中三个原子在一条直线上; (2)H2S中三个原子不在一条直线上。解:(1)是sp杂化,键和键(2)是sp3杂化,键4-14.指出下列分子的中心原子可能采取的杂化轨道类型,并预测分子的几何构型。BBr3、SiCl4、PH3解:BBr3:sp2杂化,平面正三角形;SiCl4:sp3等性杂化,正四面体;PH3:sp3不等性杂化,三角锥形。4-15.根据键的极性和分子几何构型,推断下列分子哪些是极性分子?哪些是非极性分子?Ne Br2 HF NO H2S (V字型) CS2(直线型) CHCl

9、3(四面体) CCl4(正四面体) BF3(平面三角形) NH3(三角锥形)解:极性分子: HF NO H2S (V字型) CHCl3(四面体) NH3(三角锥形)非极性分子: Ne Br2 CS2(直线型) CCl4(正四面体) BF3(平面三角形)4-16.判断下列分子的偶极矩是否为零?(1)Ne (2)Br2 (3)HF (4)NO (5)H2S (6)SiH4 (7)CH3Cl解:(1)Ne (2)Br2 (6)SiH4 的偶极矩为零,其余不为零。4-17.NO2 、CO2、SO2的键角分别为130°、180°、120°,试判断其中心原子的杂化类型。解:

10、sp2杂化,sp杂化,sp2杂化,4-18.说明下列每组分子之间存在着什么形式的分子间力。(1)乙烷和CCl4 (2)乙醇和水 (3)苯和甲苯 (4)CO2和水解:(1)色散力,(2)取向力、诱导力、色散力、氢键(3)色散力(4)色散力,诱导力4-19.稀有气体(氦、氩等)晶格结点上是原子,金刚石结点上也是原子,为什么它们的物理性质有很大的差别?解:因为他们一个是分子晶体,原子间作用力是分子间作用力;一个原子晶体,原子间作用力是共价键。4-20.试判断NaCl、N2、NH3、Si(原子晶体)等晶体的熔点哪个高?哪个低?解:Si(原子晶体)晶体的熔点高,N2的熔点低。 第10章 配位化合物10-

11、1. 命名下列配合物,并指出中心离子、配位体、配位原子、配位数和配离子的电荷。命名中心离子配位体配位原子配位数配离子的电荷硫酸二(乙二胺)合铜()Cu2+enN42+六硝基合钴()酸钠Co3+NO2-N63-二氯·二氨合铂()Pt2+NH3Cl- N,Cl40四羰基和镍NiCOC40六氰和铁()酸钾Fe2+CN-C60溴化二溴·四水和铬()Cr3+Br-H2O Br,O61+六氟合硅()酸钠Si4+F-F62-四碘合汞()酸钾Hg2+I-I42-10-2写出下列配合物的化学式。(1)硫酸四氨合铜() (2)氯化二氯·三氨·一水合钴()(3)四氯合金()酸

12、钾 (4)二氯·四(硫氰酸根)合铬()酸铵解:(1)(2)(3) (4)10-3用价键理论说明下列配离子的类型、空间构型和磁性。(1)Co(H2O)63+和Co(CN)63 (2)Ni(NH3)42+和Ni(CN)42解:类型空间结构磁性(1)外轨型正八面体顺磁性内轨型正八面体抗磁性(2)外轨型正四面体顺磁性内轨型平面正方形抗磁性10-4根据价键理论,指出下列各配离子的成键轨道类型(注明内轨型或外轨型)和空间构型。 (1)Cd(NH3)42+ ( = 0.0B.M. ) (2)Ag(NH3)2+ ( = 0.0B.M. ) (3)Fe(CN)63- ( = 1.73B.M. ) (4

13、)Mn(CN)64- ( = 1.8B.M.) (5)Co(CNS)42- ( = 3.9B.M. ) (6)Ni(H2O)62+ ( = 2.8B.M.) 解:成键轨道类型(注明内或外轨型)空间结构(1)杂化 外轨型正四面体(2)杂化 外轨型直线型(3) 内轨型正八面体(4) 内轨型正八面体(5) 外轨型正四面体(6) 外轨型正八面体10-5将0.10mol·L-1 ZnCl2溶液与1.0mol·L-1 NH3溶液等体积混合,求此溶液中Zn(NH3)42+、Zn2+和NH3的浓度?解:由于过量,则几乎全部生成了。设配位平衡时=x, 则平衡时: x 0.30+4 x0.30

14、 0.05- x0.05 故溶液中:=0.05mol·L-110-6在0.10mol·L-1 Ag(NH3)2+溶液中,含有浓度为1.0mol·L-1的过量氨水,Ag+离子的浓度等于多少?在0.10mol·L-1 Ag(CN)2溶液中,含有1.0mol·L-1的过量KCN,Ag+离子的浓度又等于多少?从计算结果可得出什么结论?解:(1)设平衡时,则 平衡时 0.10-x0.10 x 1.0+2x1.0 解得 x=4.0×10-9 mol·l-1(2)设平衡时Ag+r=y,则平衡时 0.10-y0.10 y 1.0+2y1.0

15、 解得 即: 计算结果证明,越大,配离子越稳定。同时也说明,增加配位体的浓度,配位平衡向生成配离子的方向移动。10-7有一含有0.050mol·L-1银氨配离子、0.050mol·L-1氯离子和4.0mol·L-1氨水的混合液,向此溶液中滴加HNO3至有白色沉淀开始产生,计算此溶液中氨水浓度和溶液的pH(设忽略体积变化)。解:设刚有白色沉淀产生时,(此时为Ag+离子的最低浓度)所得 , 设当时,氨水的浓度,则平衡时 0.050-3.6×10-90.050 3.6×10-9 y 所得 y=0.75 即: 由于在混合液中加入了HNO3,此时组成缓冲

16、溶液,则由缓冲溶液公式进行pH的计算:此时:, ,10-8在1L 0.10mol·L-1 Ag(NH3)2+溶液中,加入0.20mol 的KCN晶体,求溶液中Ag(NH3)2+、Ag(CN)2-、NH3和CN- 离子的浓度(可忽略体积变化)。解:设1L 0.10的中,加入0.20的晶体后,溶液中,则平衡时: x 2x 0.10-x0.10 0.20-2x0.20 解得 x=2.7×10-6故 =10-9在1L 0.10mol·L1的Ag(NH3)2+溶液中,加入7.46g KCl,问是否有AgCl沉淀产生?解:设1L 0.10的配离子,平衡时,则平衡时: 0.10

17、-x0.10 x 2x 解得: x=1.0×10-3而此时溶液中所以有沉淀产生。10-10在1L 1.0mol·L-1AgNO3溶液中,若加入0.020mol固体KBr而不致析出AgBr沉淀,则至少需加入固体Na2S2O3多少克?解:设溶液的体积为1L,则此时,要不析出沉淀,则设平衡时,则平衡时: x 1.0-1.0 , 解得: x=3.6×10-2 同时,生成1.0的时,消耗了2.0的。由于体积为1L,故应加入2.0+3.6×10-2=2.036的时,才不致产生沉淀。所以应加入的固体的质量为:2.036×158=321g。10-11设1L 溶

18、液中含有0.10mol·L-1NH3和0.10mol·L-1NH4Cl及0.0010mol·L-1 Zn(NH3)4 2+配离子,问此溶液中有无Zn(OH)2沉淀生成?若再加入0.010mol Na2S固体,设体积不变,问有无ZnS沉淀生成(不考虑水解)?解:设在此混合溶液中,则平衡时:0.0010-x0.0010 x 0.10+4 x0.10, 解得:x=3.4×10-9组成的缓冲溶液,此时溶液中的为:因为所以,溶液中无沉淀生成,若再加入0.010mol固体,则,因为,所以有沉淀产生。10-12指出Co(en)33+中心离子的电荷数、配位数、螯合比各是

19、多少?它有几个几元环?解:中心离子的电荷数为+3,配位数为6,螯合比为1:3,共有3个五元环。10-13已知Zn(CN)42的=5.0×1016,Zn2+和CN-的标准生成自由焓分别为-152.4kJ·mol-1和150.0 kJ·mol-1。求Zn(CN)42-的fGm。解:根据, -152.4 150.0 x=x-(-152.4)-4×(150.0)=-95.26kJ·mol-1 x=352.3故的为352.310-14选择正确答案,并填入括号内。(1)当配位体浓度、配离子浓度均相等时,体系中Zn2+离子浓度最小的是( )。(A)Zn(NH

20、3)42+ (B)Zn(CN)42- (C)Zn(OH)42- (D)Zn(en)22+(2)下列物质中能作为螯合剂的是( )。(A)NOOH (B)(CH3)2NNH2 (C)CNS- (D)H2NCH2CH2CH2NH2(3)测得Co(NH3)63+磁矩 = 0.0B.M.,可知Co3+离子采取的杂化类型是( )。(A)sp3 (B)dsp2 (C)d2sp3 (D)sp3d2(4)下列物质中具有顺磁性的是( )。(A)Zn(NH3)42+ (B)Cu(NH3)42+ (C)Ag(NH3)2 + (D)Fe(CN)64解: (1)D (2)D (3)C (4)B第11章 配位滴定法11-1

21、pH=5.0的溶液中Mg2+的浓度为0.010 mol×L-1时,能否用同浓度的EDTA滴定Mg2+?在pH=10时,情况如何?解: 查表得pH=5.0时,lgY(H)=6.5,,lgK(MgY)=8.6lg K(MgY) =lgK(MgY)-lgY(H)=8.6-6.5=2.1因为:lg K(MgY) <8所以在pH=5.0时,不能用0.010 mol×L-1的EDTA定量滴定同浓度的Mg2+。pH=10时,lgY(H)=0.5,,lgKy(MgY)=8.6lg K(MgY) =lgKy(MgY)-lgY(H)=8.6-0.5=8.1因为:lg K(MgY) >

22、;8在pH=10时, 能用0.010 mol×L-1的EDTA定量滴定同浓度的Mg2+。11-2pH=10时,以0.01000 mol×L-1 的EDTA标准溶液滴定20.00mL同浓度的Ca2+,计算滴定到99.0%、100.0%和101.0%时溶液中的pCa? 解: pH=10.0时,lgY(H)=0.45,K(CaY)=1010.69,所以lgK(CaY)=lg K(CaY)-lgY(H)=10.69-0.45=10.24滴定分数为99.0%时,溶液中还剩余0.01000 mol×L-1 的Ca2+溶液0.20mL,所以所以,Ca2+r5.0×10

23、-5 pCa4.30滴定分数为100.0%时,Ca2+与EDTA定量配位成CaY2-,可计算出配离子的相对浓度为:CaY2-r 5.0×10-3。设Ca2+rYrx,根据配位平衡可得: = K(CaY) 1010.24所以,x=Ca2+r5.4×10-7, pCa=6.27当滴定分数为101.0%时,EDTA标准溶液过量0.20 mL,其浓度为Yr5.0×10-5,根据配位平衡可得= K(CaY)1010.24 所以,Ca2+r5.8×10-9,pCa8.2411-3某试液中含Fe3+ 和Co2+,浓度均为0.020 mol×L-1 ,今欲用同

24、浓度的EDTA标准溶液进行滴定。问:(1) 滴定Fe3+ 的适宜的酸度范围? (2) (2)滴定Fe3+ 后能否滴定Co2+ (其氢氧化物的Ksp=10-14.7)?试求滴定Co2+ 适宜的酸度范围?解:依题意有(1)用EDTA滴定Fe3+ 时由 lgcr(M)·K (MY)6.0 可推出 lgY(H)lg K(FeY)-8.0= 25.1-8.0=17.1查lgY(H)-pH曲线得pH=1.0,此即滴定Fe3+的最高酸度。为防止配位滴定中生成Fe(OH)3沉淀,必须满足:Fe3+rOHr3+Ksp已知Fe 3+=0.020/2=0.010 mol×L-1,Fe(OH)3的

25、Ksp=2.64×10-39,故: OHr6.41×10-13所以滴定Fe3+的最低酸度为:pH=14.0-12.2=1.8。滴定Fe3+ 的适宜的酸度范围应当为1.01.8(2)同理用EDTA滴定Co2+ 时由 lgcr(M)·K (MY)6 可推出 lgY(H)lg K(CoY)-8.0= 16.3-8.0=8.3查lgY(H)-pH曲线得pH=4.0,此即滴定Co2+ 的最高酸度。为防止配位滴定中生成Co(OH)2沉淀,必须满足:Co2+rOHr2+Ksp已知Co2+ r =0.020/2=0.010 mol×L-1, Co(OH)2的Ksp=10

26、-14.7,故: OHr4.47×10-7所以滴定Co2+的最低酸度为:pH=14.0-6.4=7.6。滴定Co2+ 的适宜的酸度范围应当为4.07.6根据滴定Fe3+ 和滴定Co2+的适宜酸度范围,滴定Fe3+ 后能用EDTA滴定Co2+。11-4用配位滴定法测定某试液中的Fe3+和Al3+。取50.00mL试液,调节pH=2.0,以磺基水杨酸作指示剂,加热后用0.04852 mol×L-1 的EDTA标准溶液滴定到紫红色恰好消失,用去20.45mL。在滴定了Fe3+的溶液中加入上述的EDTA标准溶液50.00mL,煮沸片刻,使Al3+和EDTA充分反应后,冷却,调节pH

27、为5.0,以二甲酚橙作指示剂,用0.05069 mol×L-1 的Zn2+标准溶液回滴定过量的EDTA,用去14.96mL,计算试样中Fe3+和 Al3+的量(g×L-1)?解:依题意有11-5计算溶液中pH=11.0和氨离子的平衡浓度为0.10 mol×L-1 时的lg(Zn)。解: 依题意有 NH3r=0.1011-6测定某水样中硫酸根的含量。取水样50.00mL,加入0.01000的BaCl2标准溶液30.00mL,加热使硫酸根定量沉淀为BaSO4,过量的钡离子用0.01025 mol×L-1的EDTA标准溶液滴定,消耗11.50mL。求试样中硫酸

28、根的含量(以mg×L-1表示)?解:依题意有11-7取含Ni2+的试液1.00mL,用蒸馏水和NH3-NH4Cl缓冲溶液稀释后,用15.00mL0.01000 mol×L-1的过量EDTA标准溶液处理。过量的EDTA用0.01500 mol×L-1的MgCl2标准溶液回滴定,用支4.37mL。计算原试样中Ni2+的浓度。解:依题意有11-8以EBT作指示剂,于pH=10的缓冲溶液中,用EDTA配位滴定法测定水的总硬度。如果滴定100.0mL水样用去0.01000 mol×L-1 的EDTA标准溶液18.90mL,则水样的总硬度是几个德国度(每升水含10m

29、g的CaO称为一个德国度)? 解:依题意有11-9取水样100.0mL,调节pH=1213,以钙指示剂用0.01000 mol×L-1的EDTA滴定需12.16mL。求每升水含Ca量是多少mg? 解:依题意有11-10分析含铜镁锌的合金试样。取试样0.5000g溶解后定容成250.0mL,吸取此试液25.00mL,调节pH=6,以PAN作指示剂,用0.02000 mol×L-1 的EDTA标准溶液滴定Zn2+和 Cu2+,消耗37.30mL。另吸取25.00mL,调节pH=10,用KCN掩蔽Cu2+和 Zn2+,以0.02000 mol×L-1 的EDTA标准溶液

30、滴定Mg2+,消耗4.10mL。然后加入甲醛试剂解蔽Zn2+,再用0.02 mol×L-1的EDTA标准溶液滴定,消耗13.40mL。计算试样中Cu、Zn、Mg的质量分数?解:依题意有第12章 氧化还原反应12-1用离子-电子法配平下列反应式。(1) P4 + HNO3 H3PO4 + NO(2) H2O2 + PbS PbSO4 + H2O (酸性介质)(3) Cr3+ + H2O2 CrO42 + H2O (碱性介质)(4) Bi(OH)3 + Cl2 BiO3 + Cl (碱性介质)(5) MnO4 + H2O2 Mn2+ + O2 (酸性介质)(6) MnO4 + C3H7O

31、H Mn2+ + C2H5COOH (酸性介质)解:(1) P4+HNO3H3PO4+NO P4+16H2O-20e = 4PO43- - 32H+ ×3 NO3- +4H+ +3e = NO + 2H2O ×20 3P4+20NO3- +48H2O + 80H+ = 12PO43-+20NO+96H+ +40H2O 化简后得:3P4+20NO3- +8H2O= 12PO43-+20NO+16H+ (2) H2O2+PbSPbSO4+H2O(酸性介质) PbS + 4 H2O 8e = SO42- +8H+ +Pb2+ ×1 H2O2+ 2H+ +2e = 2 H

32、2O ×4 PbS + 4 H2O+ 4H2O2+8 H+ = SO42- +8H+ +Pb2+ + 8 H2O 化简后得:PbS +4H2O2 = SO42- +Pb2+ + 8 H2O(3) Cr3+ + H2O2CrO42- + H2O(碱性介质) Cr3+ + 8OH- = CrO42- + 4H2O+3e ×2 H2O2+ 2e = 2 OH- ×3 2Cr3+ + 16OH- + 3H2O2 = 2CrO42- + 8H2O+ 6 OH-化简后得:2Cr3+ + 10OH- +3 H2O2 = 2CrO42- + 8H2O(4) Bi(OH)3 + C

33、l2 BiO3- +Cl- (碱性介质) Bi(OH)3 + 3 OH- = BiO3- + 3 H2O +2e ×1 Cl2 + 2e = 2 Cl- ×1 Cl2 + Bi(OH)3 + 3 OH- = BiO3- +Cl- + 2 Cl- (5) MnO4- + H2O2 Mn2+ + O2 (酸性介质) MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4 H2O ×2 H2O2 = O2 + 2H+ + 2e ×5 2MnO4- + 16H+ + 5 H2O2 = 2Mn2+ + 8 H2O + 5 O2 + 10H+ 化简后得:2MnO4-

34、 + 6H+ + 5 H2O2 = 2Mn2+ + 8 H2O + 5 O2 (6)MnO4- + C3H7OH Mn2+ + C2H5COOH (酸性介质) MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4 H2O ×4 C3H7OH + H2O = C2H5COOH + 4H+ +4e ×5 4MnO4- +32H+ +5C3H7OH+5H2O= 4Mn2+16H2O+5C2H5COOH +20H+化简后得:4MnO4- +12H+ +5C3H7OH= 4Mn2+11H2O+5C2H5COOH 12-2插铜丝于盛有CuSO4溶液的烧杯中,插银丝于盛有AgNO3溶液

35、的烧杯中,两杯溶液以盐桥相通,若将铜丝和银丝相接,则有电流产生而形成原电池。(1)写出该原电池的电池符号。(2)在正、负极上各发生什么反应,以方程式表示。(3)电池反应是什么?以方程式表示。(4)原电池的标准电动势是多少? (5)加氨水于CuSO4溶液中,电动势如何改变?如果把氨水加到AgNO3溶液中,又怎样?解: (1) Cu(s) | Cu2+ Ag+ | Ag(s)(2) 电极反应式: 负极 Cu(s) = Cu2+ +2e 正极 Ag+ + e = Ag(3) 电池反应: Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag(4) E= +- -= 0.79914V - 0.340V = 0.

36、459 V(5) 当加氨水于CuSO4溶液中时,电动势升高。当加氨水于AgNO3溶液中时,电动势降低。12-3下列反应(未配平)在标准状态下能否按指定方向进行?(1) Br + Fe3+ Br2 + Fe2+ (2) Cr3+ + I2 + H2O Cr2O72 + I + H+ (3) H2O2 + Cl2 2HCl + O2 (4) Sn4+ + Fe2+ Sn2+ + Fe3+ 解: (1) Br- + Fe3+ Br2 + Fe2+查表得 正极 负极 E= +- -= 0.771V - 1.065V < 0 所以该反应在标准状态下不能按指定方向自发进行。(2) Cr3+ + I2

37、 + H2O Cr2O72- + I- + H+查表得 正极 负极 E= 0.536V - 1.336V < 0所以该反应在标准状态下不能按指定的方向进行。(3) H2O2 + Cl2 2HCl + O2查表得 正极 负极 E= 1.358V 0.695V> 0 该反应能在标准状态下按指定方向进行。 (4) Sn4+ + Fe2+ Sn2+ + Fe3+ 查表 负极 正极 E= 0.154V 0.771V < 0该反应不能按指定的方向进行。12-4在pH = 6时,下列反应能否自发进行(设其它各物质均处于标准态)?(1)Cr2O72 + Br + H+ Cr3+ + Br2

38、+ H2O(2)MnO4 + Cl + H+ Mn2+ + Cl2 + H2O (3)H3AsO4 + I + H+ H3AsO3 + I2 + H2O解: (1) Cr2O72 + Br + H+ Cr3+ + Br2 + H2O Cr2O72- + 6Br- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Br2 + 7H2O 负极 E= 0.5312- 1.065 < 0 故该反应在pH = 6时不能自发进行。(2) MnO4- + Cl- + H+ Mn2+ + Cl2 + H2O 2MnO4- + 10Cl- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O E= 0.9417V

39、1.358V < 0 该反应在 pH = 6时不能自发进行。 (3)H3AsO4 + I- + H+ H3AsO3 + I2 + H2O H3AsO4 + 2I- + 2H+ =H3AsO3 + I2 + H2O E= E = 0.225V 0.5356V < 0 该反应在 pH = 6时不能自发进行。12-5求下列电池的E,并指出正、负极,写出电极反应和电池反应。(1)Pt | Fe2+(1 mol·L1),Fe3+(0.0001 mol·L1) I(0.0001 mol·L1 | I2(s) | Pt (2)Zn | Zn2+(0.1 mol

40、83;L1) Cu2+(0.1 mol·L1)|Cu (3)Pt | H2(100kPa) | H+(0.001 mol·L1) H+(1 mol·L1) | H2(100kPa) | Pt (4)Zn | Zn2+(0.0001 mol·L1) Zn2+(0.01 mol·L1) | Zn 解:(1) (Fe3+/Fe2+)=(Fe3+/Fe2+) + lgcr(Fe3+) / cr(Fe2+) = 0.771V + 0.0592Vlg(0.0001/1 )= 0.5342 V (I2/I-)=(I2/I-) + lg1/ cr(I-) 2

41、=0.536V + lg1/(0.0001)2 = 0.7728 V E =(I2/I-) -(Fe3+/Fe2+) = 0.7718V - 0.5342V = 0.2386 V电极反应: (+) I2 + 2e 2I- (-) Fe3+ + e Fe2+电池反应: 2Fe2+ + I2 2Fe3+ + 2I-(2) 查表: (Zn2+/Zn)= -0.7626V (Cu2+/Cu) =0.340V (Cu2+/Cu)= (Cu2+/Cu) + lg cr (Cu2+) = 0.340V + lg0.1 = 0.3104V (Zn2+/Zn)=(Zn2+/Zn)+ lg cr (Zn2+) = -0.7626V+lg0.1= -0.7922VE =(Cu2+/Cu) - (Zn2+/Zn) = 0.3074V -(-0.7926)V = 1.10V电极反应: (+) Cu2+ + 2e Cu (-) Zn2+ + 2e Zn电池反应: Zn + Cu2+ Cu + Zn2+(3) (H+/H2)= (H+/H2) + lgcr2 (H+) /pr (H2)

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