电化学基础练习题及答案

∴ KMnO4能氧化I－，却不能氧化Br－。 5. 已知

?

（H3AsO4/H3AsO3）= ，

?

（I2/I－）=，试计算下列反应：H3AsO3 + I2 +

H2O =H3AsO4 + 2I－+ 2H+在298K时的平衡常数。如果pH = 7，反应朝什么方向进行？

解： lgKθ = nEθ/ =

θ

2× / = -

∴K = 由于E<0 ∴此时反应逆向进行 当pH=7时，[H+]=10－7，其它浓度均为1 mol·L－1

E = φ (+)－φ (－) =φ(I2/I－)－[φ(H3AsO4/ H3AsO3) + 2lg[H+]2 = －－(10－7) =>0 ∴反应正向进行。

6. 已知：Fe2+ + 2e－=Fe φ =－ Fe3+ + e－= Fe 2+ φ = +

该电池反应式为：3Fe2+ = Fe + 2Fe3+

计算该电池的E?值及电池反应的△rGm?并判断反应能否正向自发进行？ 解： E =φθθ(＋)

θθθθ－φθ(－)

= – = - < 0

θθ △rGm=－nFE= －2×96485× (－ = > 0 ∴反应不能自发进行。

7. 根据下列反应组成电池，写出电池组成式，计算298K时的电动势，并判断反应自发进行的方向。

（1）2Ag(s) + Cu(NO3)2 mol·L－1) = 2AgNO3 mol·L－1) + Cu(s) （2）2Cr3+ mol·L－1) + 2Br－ mol·L－1) = 2Cr 2+ (1 mol·L－1) + Br2(l) 解： （1）正极：Cu2++2e- = Cu 负极：Ag+ + e- =Ag

E =φ(＋)－φ(－) =[ + 2 ]－[＋ ] =－(V) < 0

故反应逆向自发进行。

(2) 正极：Cr3++e- = Cr2+ 负极：Br2 + 2e- = 2Br-

E =φ(＋)－φ(－) =[ + 1]－[＋2 lg1/] =－< 0 故反应逆向自发进行。 8. 已知[Sn2+] = mol·L－1，[Pb2+] = mol·L－1

（1）判断下列反应进行的方向 Sn + Pb2+ = Sn2+ + Pb （2）计算上述反应的平衡常数K。 解：E =φ(＋)－φ(－)

={φ(Pb2+/Pb) + 0/0592/2lg[Pb2+]}－{φ(Sn2+/Sn)＋2lg[Sn2+]}

= [－ + ]－[(－ +2 = > 0 故反应正向进行。

（2）lgK = nE/ = 2× / = ∴K = 9. 已知φ（Br2/ Br－）＝ ，φ（IO3－，H+/I2）= （1）写出标准状态下自发进行的电池反应式；

（2）若[Br－] = mol·L－1，而其它条件不变，反应将如何进行？ （3）若调节溶液pH = 4，其它条件不变，反应将如何进行？ 解：（1）φ(IO3－，H+/I2) > φ(Br2/Br－) 正极：2IO3－+ 12H+ + 10e－ = I2 + 6H2O

负极：Br2 + 2e－= 2Br-

故电池反应为：2IO3－ + 10Br－ + 12H+ == I2 + 5Br2 + 6H2O

θθθθθθθ（2）E = φ(＋)－φ(－) = φ(IO3－，H+/I2) －{φ(Br2/Br－) + 2)lg1/[Br－]2} = － + =－ < 0 故反应逆向进行。

（3）E = φ(＋)－φ(－) = {φ(IO3－，H+/I2) + 10)lg[H+]12}－φ(Br2/Br－) = － + ×12/10)lg10－4 =－(V) < 0 故反应逆向进行。

10 . 已知锰的元素电势图为：

0.56MnO42-2.261.691.231.51Mn2+-1.18MnO20.95Mn3+θθθθMnO4-Mn

（1）求φ（MnO4/Mn）； （2）确定MnO2可否发生歧化反应？

θ－ 2+

（3）指出哪些物质会发生歧化反应并写出反应方程式。

θ解：（1）φ(MnO4－/Mn2＋) = +2× + + /5 = (V) （2）MnO42- MnO2 Mn3-

E=φθθ(右)

－φθ(左)

< 0，MnO2不能歧化成MnO42-和Mn3+

（3）同理，MnO42- 和Mn3+能发生歧化反应。

11. 在298K时，测定下列电池的E = +，试求溶液的pH值。 （－）Pt，H2(100kPa)|H＋(x mol·L－1)||Cu2+(1 mol·L－1)|Cu（+） 解：正极：Cu2++2e- = Cu 负极：2H+ + 2e- = H2

Cu2+ + H2 == Cu + 2H+

E = φ(＋)－φ(－) = φ(Cu2+/Cu) －{φ(H+/H2) + 2)lg[H+]2/PH2}

= φ(Cu2+/Cu)－φ(H+/H2)－[H+] = – [H+]

－lg[H+] = ∴pH =

θθθθ