33、无机化学万题库答案：计算题(9)

（九） 氧化还原反应与电化学

Θ

Θ

2?[Cu] 1．?(Cu2+ / CuI) ＝?(Cu2+ / Cu+) ＋ 0.0591 lg

[Cu?] 而 [Cu2]＝1.0 mol·L1 ， [I]＝1.0 mol·L1 ， [Cu]＝

＋

＋－－－

Ksp(CuI)[I]?＝5.06×10

－12

mol·L1 ，

－

则 ?Θ

(Cu2+ / CuI) ＝0.150 ＋ 0.0591 lg

Θ

－

1.0＝0.818 (v)

5.06?10?12＋

－

由于 ?

Θ

(Cu2+ / CuI) >?(I2 / I) ，所以在标准状态下Cu2离子能氧化I离子 。

2?[Cu] 2．?(Cu2+ / CuI) ＝?(Cu2+ / Cu+) ＋ 0.0591 lg

[Cu?]Θ

Θ

因为是在标准状态下 ，所以 [Cu2]＝1.0 mol·L1 ， [I]＝1.0 mol·L1 ，

＋Θ

[Cu]＝ KspCu I

ΘΘΘ

则 ?(Cu2+ / CuI) ＝?(Cu2+ / Cu+) ＋ 0.0591 lg (1 / KspCu I)

Θ

即 0.86 ＝ 0.15 ＋ 0.0591 lg (1 / KspCu I)

Θ－

KspCu I＝9.7×1013

ΘΘΘ

3．∵ ?(AgCl / Ag)＝?(Ag+ / Ag) ＋ 0.0591 lg KspAgCl

Θ

∴ 0.2221 ＝ 0.799 ＋ 0.0591 lg KspAgCl

Θ

lg KspAgCl ＝－9.761

Θ－

KspAgCl＝1.73×1010

4．∵ ?Θ

＋－－－

(Mg(OH)2 / Mg) ＝?Θ

(Mg2/ Mg)

＋＋

0.0591Θ

lg KspMg(OH)2 2 ∴ －2.67 ＝ －2.37 ＋ lg KspMg(OH)2 ＝－10.1522

Θ－

KspMg(OH)2 ＝7.04×1010

5．∵ ? ∴ ?

ΘΘ

0.0591Θ

lg KspMg(OH)2 2(O2 / OH)＝?(O2 / H2O)＝?(O2 / H2O)

－

Θ

＋

0.0591lg(pO2?[H?]4) 4Θ

(O2 / OH)＝1.229

－＋

0.0591lg[1?(10?14)4]＝0.402 (v) 4 6．?Θ

(Fe (OH)3/ Fe (OH)2) ＝ ?Θ

(Fe3+ / Fe

2＋

[Fe3?]

)＋0.0591 lg

[Fe2?]

3.8?10?38 ＝0.77 ＋ 0.0591 lg

8.0?10?16 ＝－0.55 (v)

7．反应

Θ

1＋－

H2 ＋ AgCl( s ) ＝ H ＋ Cl ＋ Ag( s ) 2Θ

Θ

Δ rGm ＝Δ rHm－TΔ rSm

＝－40.44×103 －298×(－63.6)

－

＝－21.49×103 (kJ·mol1)

ΘΘ

ΔrGm ＝ －n F E ＝

??(?21.49?103)??rGm E ＝＝＝0.223 (v)

1?96500nFΘ

∵ E ＝?(AgCl / Ag)－?(H+ / H2)＝ Θ

∴ 0.223 ＝ ?(AgCl / Ag)－0.0000

Θ

即 ?(AgCl / Ag)＝0.223 (v)

Θ

Θ

Θ

＋＋

8．∵ Cu2 Cu 0.52 v Cu 0.34 v

ΘΘΘ

∴ ?(Cu2+ / Cu)＝2×?(Cu2+ / Cu)－?(Cu+ / Cu) ＝2×0.34－0.52＝0.16 (v)

＋

?Θ

(Cu2+ / CuBr)＝?(Cu2+ / Cu)＋0.0591 lg

＋

Θ

1

KspCuBr 0.64 ＝ 0.16 ＋ 0.0591 lg Ksp

Θ

－

CuBr＝7.6×109

1

KspCuBr

ΘΘΘ

9．∵ ?(Cu2+ / CuCl) ＝?(Cu2+ / Cu+) ＋ 0.0591 lg (1 / KspCu Cl)

Θ

∴ 先要计算出 ?(Cu2+ / Cu+) 。

＋＋

∵ Cu2 Cu 0.52 v Cu 0.34 v

ΘΘΘ

∴ ?(Cu2+ / Cu)＝2×?(Cu2+ / Cu)－?(Cu+ / Cu) ＝2×0.34－0.52＝0.16 (v)

Θ

则 0.54 ＝ 0.16 ＋ 0.0591 lg (1 / KspCu Cl)

ΘΘ－

lg KspCu Cl＝－6.43 KspCu Cl＝3.7×107

＋

10．∵ ?(AgI / Ag)＝?(Ag+ / Ag) ＋ 0.0591 lg KspAgI

Θ

∴ －0.1518＝0.7996 ＋ 0.0591 lg KspAgI

Θ

lg KspAgI ＝－16.098

Θ－

KspAgI ＝7.98×1017

－－

11．电极反应式 O2 ＋ 2 H2O ＋ 4 e ＝ 4 OH

ΘΘΘ

? (O2 / OH) ＝?Θ(O2 / OH) ＋

－

－

pO20.0591lg 4[OH?]4 ＝0.401 ＋ 12．?Θ

0.05910.21lg＝0.805 (v) ?744(1.0?10)(Fe (OH)3/ Fe (OH)2) ＝ ?Θ

(Fe3+ / Fe

2＋

[Fe3?]

)＋0.0591 lg

[Fe2?]

则 －0.55 ＝? ?Θ

Θ

(Fe3+ / Fe

2＋

3.8?10?38)＋ 0.0591 lg

8.0?10?16(Fe3+ / Fe2)

＋＝0.77 (v)

＋＋

13．该电池反应式为 B2 ＋ A ＝ A2 ＋ B

[A2?]0.05912＋]＝[B2＋] 时 E ＝ E－ lg Q Q ＝ 当[A[B2?]nΘ

则 E ＝ E＝0.360 (v)

＋－＋－－

当[A2] ＝0.100 mol·L1，[B2] ＝1.00×104 mol·L1时 E ＝ 0.360 －

2?[Cu]14．?(Cu2+ / CuI) ＝?(Cu2+ / Cu+) ＋ 0.0591 lg ?[Cu]Θ

Θ

Θ

0.1000.0591lg ＝0.271 (v) 1.00?10?42 因为是在标准状态下 ，所以 [Cu2]＝1.0 mol·L1 ， [I]＝1.0 mol·L1 ，

＋Θ

[Cu]＝ KspCu I

＋－－－

?Θ(Cu2+ / CuI) ＝0.15 ＋ 0.0591 lg

1＝0.86 (v)

1.1?10?12

＋＋

15．该电池反应式为 Ni2 ＋ Cd ＝ Cd2 ＋ Ni

[Cd2?]0.0591E ＝ E－ lg Q Q ＝

[Ni2?]nΘ

E＝?Θ Θ

(Ni2+ / Ni) － ?Θ

(Cd2+ / Cd) ＝－0.23 － (－0.402) ＝0.172 (v)

[Cd2?]0.0591 则 0.200 ＝ 0.172 － lg

2.002 [Cd2]＝0.226 ( mol·L1)

＋＋＋＋

16．Co3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－

Θ ＋

－

0.0591lg Q 即 n[Co2?]4[H?]4(pO2/p?)0.0591 E ＝ E－ lg 3?44[Co]Θ

(1.0?10?4)4(0.30)4(0.20)0.0591 ＝(1.81－1.23) － lg 4(0.20)4 ＝0.82 (v)

∵ E > 0 ∴ 在题目条件下Co3离子能氧化水 。

＋

17．?(Fe3+ / Fe) ＝ ?2＋

Θ

(Fe3+ / Fe

2＋

[Fe3?]0.0591) ＋ lg

[Fe2?]1 ＝ 0.77 ＋

10.0591lg ＝0.83 (v)

0.101 ?(Cl2 / Cl) ＝?－

Θ

(Cl2 / Cl

－

pCl2/p?0.0591) ＋ lg ?22[Cl]10.0591lg ＝1.48 (v)

(0.010)22－

＝1.36 ＋

∵ ?(Fe3+ / Fe2) < ?(Cl2 / Cl)

＋

∴ 反应Fe2 ＋

＋

1＋－

Cl 2 ＝ Fe3 + Cl 往右边方向进行 。 2

－－

18．电极反应 ： O2 ( g ) ＋ 2 H2O( l ) ＋ 4 e ＝ 4 OH

＋－

在酸性条件下 ：O2 ( g ) ＋ 4 H ＋ 4 e ＝ 2 H2O