氧化还原反应和电极电位

第八章氧化还原反应电极电位
一、选择题
1.下列关于氧化值的叙述中,不正确的是()
A.单质的氧化值为0
B.氧气的氧化值为-2
C.在多原子分子中,各元素原子的氧化值的代数和等于0
D.氧化值可以是整数或分数
2.已知ϕ°(Fe3+/Fe2+)=0.77V,ϕ°(Cu2+/Cu)=0.34V,ϕ°(Sn4+/Sn2+)=0.15V,
ϕ°(Fe2+/Fe)=-0.41V。在标准态下,下列反应能进行的是()
A.2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
B.Sn4++Cu=Sn2++Cu2+
C.Cu+Fe2+=Cu2++Fe
D.Sn4++2Fe2+=Sn2++2Fe3+
3.已知ϕ°(Zn2+/Zn)=-0.76V,ϕ°(Ag+/Ag)=0.80V,将电对Zn2+/Zn和Ag+/Ag组成原电池,
该原电池的标准电动势为()。
A.2.36V
B.0.04V
C.0.84V
D.1.56V
4.对于电池反应Cu2++Zn=Cu+Zn2+,下列说法正确的是()。
A.当c(Cu2+)=c(Zn2+)时,反应达到平衡
B.当ϕ°(Cu2+/Cu)=ϕ°(Zn2+/Zn)时,反应达到平衡
C.当ϕ(Cu2+/Cu)=ϕ(Zn2+/Zn)时,反应达到平衡
D.当原电池的标准电动势等于零时,反应达到平衡
5.已知ϕ°(Fe2+/Fe)=-0.41V,ϕ°(Ag+/Ag)=0.80V,ϕ°(Fe3+/Fe2+)=0.77V,在标准态下,电对
Fe2+/Fe、Ag+/Ag和Fe3+/Fe2+中,最强的氧化剂和最强的还原剂分别是()
A.Ag+、Fe2+
B.Ag+、Fe
C.Fe3+、Ag
D.Fe2+、Fe2+
6.已知ϕ°(F2/F-)>ϕ°(Cl2/Cl-)>ϕ°(Br2/Br-)>ϕ°(Fe3+/Fe2+)>ϕ°(I2/I-)。在含有F-、Cl-、Br-、
I-四种离子的溶液中加入Fe2(SO4)3溶液后,能被氧化的离子是()。
A.F-
B.Cl-
C.Br-
D.I-
7.向半电池MnO4-/Mn2+中加入下列物质可使电极电位升高的是()。
A.H+
B.Mn2+
C.H2O
8.将Zn+2Ag+=Zn2++2Ag构成原电池,欲使原电池的电动势增大,则可加入()。
A.AgNO3
B.NaCl
C.Zn
D.Ag!
9.设pH由0到5,下列电对中电极电位改变最大的是()。
A.MnO4-/Mn2+
B.Cr2O72-/Cr3+
C.BrO3-/Br-
D.O2/H2O2
10.能满足ϕ°(Cl2/Cl-)=+1.30V的电极反应式是()
A.Cl2+2e=2Cl-
B.2Cl--2e=Cl2
C.1/2Cl2+e=Cl-
D.上述所有反应式
11.已知反应Br2+2I-=I2+2Br-Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,则可知()
A.ϕ(Cl2/Cl-)>ϕ(Br2/Br-)>ϕ(I2/I-)
B.ϕ(Br2/Br-)>ϕ(Cl2/Cl-)>ϕ(I2/I-)
C.ϕ(I2/I-)>ϕ(Br2/Br-)>ϕ(Cl2/Cl-)
D.ϕ(I2/I-)>ϕ(Cl2/Cl-)>ϕ(Br2/Br-)
12.根据标准电极电位ϕ°(Zn2+/Zn)=-0.76V,可确定Zn+2H+=Zn2++H2反应所组成的原电池在标
态下Zn电极为()
A.负极
B.正极
C.阴极
D.无法确定
13.含Ag电极的AgNO3溶液通过盐桥与含Zn电极的Zn(NO3)2溶液相连,这一电池表达式()
[ϕ°(Zn2+/Zn)=-0.76V,ϕ°(Ag+/Ag)=0.80V]
A.(-)Ag|Ag+(c1)‖Zn2+(c2)|Zn(+)
B.(-)Zn|Zn2+(c2)‖Ag+(c1)|Ag(+)
C.(-)Zn2+(c2)|Zn‖Ag+(c1)|Ag(+)
D.(-)Ag+(c1)|Ag‖Zn2+(c2)|Zn(+)
14.已知Ks{[Cu(NH3)4]2+/Cu}和ϕ︒(Cu2+/Cu),则ϕ{[Cu(NH3)4]2+/Cu}表达式为()
A.ϕ°(Cu2+/Cu)+(0.0592/2)lgKs
B.ϕ°(Cu2+/Cu)-(0.0592/2)lgKs
C.ϕ°(Cu2+/Cu)+0.0592lgKs
D.ϕ°(Cu2+/Cu)-0.0592lgKs
15在自发进行的电池反应方程式中,若在方程式两边同时乘以系数2,则此电池反应的E和△rGm将()  A.变大和不变  B.不变和变小  C.变小和不变  D.变大和变大
16.H2O2与KI在酸性介质中反应时,H2O2具有()
A.氧化性
B.还原性
C.既有氧化性又有还原性
D.以上均不对
17.下列半反应式的配平系数从左到右依次为()NO3-+H++e→NO+H2O
A.1,3,4,2,1
B.2,4,3,2,1
C.1,6,5,1,3
D.1,4,3,1,2
18.根据下列参数,ϕ°(Br2/Br-)=1.07V,ϕ°(Hg2+/Hg22+)=0.92V,ϕ°(Fe3+/Fe2+)=0.77V,ϕ°(Sn2+/Sn)=-0.14V,则在标态下,不可共存于同一溶液的是()
A.Br-和Hg2+
B.Br-和Fe3+
C.Hg22+和Fe3+
D.Sn和Fe3+
19.对于反应Zn+2Ag+→Zn2++2Ag,欲使其E增加,可采用的措施是(),
A.降低[Zn2+]
B.增加Zn电极上Zn的量
C.增加Ag电极上Ag的量
D.降低[Ag+]
20.下列电极反应中,有关离子浓度减小时,电极电位增大的是()。
A.Cl2+2e=2Cl-
B.Sn2++2e=Sn
C.Fe2++2e=Fe
D.2H++2e=H2
二、填空题
1.将标准锌半电池和标准银半电池组成原电池:(-)Zn|ZnSO4(c)||AgNO3(c)|Ag(+)。增加ZnSO4溶液的浓度,电池电动势将①,增加AgNO3溶液的浓度,电池电动势将②;在AgNO3溶液中加入氨水,电池电动势将③。
2.已知Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,2MnO4-+10Br-+16H+=2Mn2++5Br2+8H2O反应均能进行,则该条件下氧化剂的相对强弱是①;还原剂的相对强弱是②。
3.半反应O2+4H++4e=2H2O,其电极表示式为①。其ϕ°值为1.23V,当P O2为
100kPa,[OH-]=10-10时,则其ϕ值为②,将两个不同的ϕ值的电极组成原电池,
其电池表示为③。
4.在298K时用ϕ°(Ag+/Ag)和Ksp(AgCl)表示ϕ°(AgCl/Ag)=①
5对于M n++Xe→M(n-x)+的电极反应,若加入M(n-x)+的沉淀剂或配位剂,则此电极的电极电位将
①,M n+的氧化性将②.
6.NaH中氢的氧化值为①;BrF3中溴的氧化值为②
三、判断改错
1.当组成原电池的两个电对的电极电位相等时,电池反应处于平衡状态。
2.将两个电对组成原电池,其中电极电位数值较大者为原电池的正极。
3.由能斯特方程可知,在一定温度下减小电对中还原态物质的浓度,电对的电极电位值增大。
4.两电对组成原电池,则标准电极电位大的电对中的氧化型物质在电池反应中一定是氧化
剂。
5.在氧化还原反应中,氧化剂失去电子,氧化值升高,进行的是氧化过程。
6.根据标准电极电位ϕ°(I2/I-)=0.54V,ϕ°(Fe3+/Fe2+)=0.77V,可知反应
I2+2Fe2+=2I-+2Fe3+在标准态下能自动进行。
7.电极电位只取决于电极本身的性质,而与其它因素无关。
8.E愈大,反应速度愈快。
9.若要确定某个电极的电极电位,在组成原电池时,其参比电极只能是标准氢电极(SHE)
四、简答题
1.判断下列物质哪些只能做氧化剂,哪些既能做氧化剂又能做还原剂?
Cl-、Cl2、H2S、H2SO3、H+、F2、H2O2、Fe2+、Al、K2Cr2O7、Cr3+、Ag+
2.同种金属及其盐溶液能否组成原电池?若能组成,盐溶液的浓度必须具备什么条件?
3.试计算下列各物质中S的氧化值,S2O32-、S4O62-、SF4、SO32-
五、计算题
1.计算下列电极的电极电位
(1)当[Br-]为0.01mol/L时Br2/Br-的电极电位[ϕ°(Br2/Br-)=1.087V]
(2)pH=6,[MnO4-]=[Mn2+]=1mol.L-1时,MnO4-/Mn2+的电极电位[ϕ°(MnO4-/Mn2+)=1.491V]
(3)当[Fe2+]=0.2mol.L-1,[Fe3+]=0.01mol.L-1时Fe3+/Fe2+的电极电位[ϕ°(Fe3+/Fe2+)=0.77V]
(4)当[Cu2+]=0.04mol.L-1时Cu2+/Cu的电极电位。[ϕ°(Cu2+/Cu)=0.34V]
2.根据下列反应Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O[ϕ0(Cr2O72-/Cr3+)=1.33V,ϕ0(I2/I-)=0.54V]
将其组成原电池:
(1)写出原电池的表示式;(2)计算原电池的标准电动势;
(3)指出当溶液pH=7,其它离子浓度均为1mol/L时,反应进行的方向。
3.已知电池反应4H++O2(g)+4Fe2+=2H2O+4Fe3+的E0=0.48V,计算其△r Gm0和298K时的平
衡常数K.
4.已知MnO-4+8H++5e=Mn2++4H2O,ϕ°=1.48V,Cl2+2e=2Cl-,ϕ°=1.36V,
若将上述两电对组成原电池,
(1)计算电池的标准电动势;
(2)写出电池的总反应式,并计算298K时反应的平衡常数;
(3)计算当[H+]=10mol.L-1时,其它离子浓度为1mol.L-1,p(O2)为100kPa时,该电池的电动势,
并指明反应方向.
参考答案
一、选择题
1.(B)
2.(A)
3.(D)
4.(C)
5.(B)
6.(D)
7.(A)
8.(A)
9.(B)10.(D)11.(A)12(A)13.(B)14.(B) 15(B)16.(A)17.(D)18.(D)19.(A)20.(A)
二、填空题
1.①减小②增大③减小
2.①MnO4->Br2>Fe3+②Fe2+>Br->Mn2+
3.①H+(c)|O2(p)|Pt②0.99V③(-)Pt|O2(100kPa)|H+(10-4mol.L-1)||H+(1mol.L-1)|O2(100kPa)|Pt(+))
4.ϕ︒AgCl/Ag=ϕ︒Ag+/Ag+005916lgK sp
5.①大;②增加
6.①-1;②+3
三、判断改错
1.(√)
2.(√)
3.(√)
4.(×)
5.(×)
6.(×)
7.(×)
8.(×)
9.(×)
四、简答题(略)
五、计算题
1.(1)1.205V(2)0.922V(3)0.693V(4)0.299V
2.⑵0.79V⑶逆向
3.-l-1,  2.8×1032
4.(1)0.12V(2)K=1.9×1020(3)E=0.21V,反应正向进行

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