氧化还原反应与电化学习题

第4章氧化还原反应与电化学习题
一、思考题
1. 什么叫原电池?它由哪几部分组成?如何用符号表示一个原电池?
2. 原电池和电解池在结构和原理上各有何特点?
3. 离子-电子法配平氧化还原反应方程式的原则是什么?有什么步骤?
agagcl参比电极
4. 用离子-电子法完成并配平下列方程式(必要时添加反应介质):
(1) K2MnO4 + K2SO3 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O
(2) NaBiO3 (s) + MnSO4 + HNO3 HMnO4 + Bi(NO3)3 + Na2SO4 + NaNO3 + H2O
(3) Cr2O72— + H2O2 + H+
(4) MnO
+ S + H+ Mn2+ + H2SO3 + H2O
2
(5) (3)Zn + NO3- + H+Zn2+ + NH4+ + H2O
(6) (4)Ag + NO3- + H+Ag+ + NO + H2O
(7) (5)Al + NO3- + OH- + H2O [Al(OH)4]- + NH3
5. 如何用图示表示原电池?
6. 请正确写出下例电池的电池表达式:
(1). 2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+
(2). 5Fe2++8H++MnO4-=Mn2++5 Fe3++4H2O
7. 电极有哪几种类型?请各举出一例。
8. 何谓电极电势?何谓标准电极电势?标准电极电势的数值是怎样确定的?其符号和数值大小
有什么物理意义?
9. 举例说明什么是参比电极。是不是所有参比电极的电极电势均为零伏?
10. 原电池的电动势与离子浓度的关系如何?电极电势与离子的浓度如何?
11. 原电池反应书写形式不同是否会影响该原电池的电动势和反应的吉布斯函数变△r G值?
12. 怎样判断氧化剂和还原剂的氧化、还原能力的大小?为什么许多物质的氧化还原能力和溶液
的酸碱性有关?
13. 怎样理解介质的酸性增强,KMnO4的电极电势代数值越大、氧化性增强?
14. 根据标准电极电势值,判断下列各种物质哪些是氧化剂?哪些是还原剂?并排出它们氧化能
力和还原能力的大小顺序。
Fe2+,MnO4-,Cl-,S2O82-,Cu2+,Sn2+,Fe3+,Zn
15. 铁能使Cu2+还原,铜能使Fe3+还原,这两者有无矛盾,说明理由。
已知E(Fe2+/ Fe) = -0.44V,E(Fe3+/ Fe2+)= 0.77V,E(Cu2+ / Cu)= 0.34V
16. 用标准电极电势的概念解释下列现象:
(1) 在Sn2+盐溶液中加入锡能防止Sn2+被氧化;
(2) Cu + 离子在水溶液中不稳定;
(3) 加入FeSO 4,使K 2Cr 2O 7溶液的红褪去。
17. H 2O 2在碱性介质中可以把Cr(OH)3氧化成CrO 42-离子,而在酸性介质中能把Cr 2O 72-离子还原为
Cr 3+离子,写出有关反应式,并用电极电势解释。
18. 银能从HI 溶液中置换出H 2气,反应为:Ag + H + +I — == 1
H 2 + AgI ,解释上述反应为何能进行。
19. 将下列反应写出对应的半反应式,按这些反应设计原电池,并用电池符号表示。
(1)Ag + + Cu (s )
Ag (s ) + Cu 2+(2)Pb 2+ + Cu (s ) + S 2-
Pb (s ) + CuS (3)Pb (s ) + 2H + + 2Cl -PbCl 2 (s ) + H 2 (g)
20. 常见的化学电源有哪几种类型?写出铅蓄电池放电及充电时的两极反应。
21. 燃料电池的组成有何特点?写出氢氧燃料电池的两极反应及电池总反应式。
22. 金属电化学腐蚀的特点是什么?防止或延缓腐蚀的方法有哪些?
23. 解释或回答下列问题:
(1) 含杂质主要为Cu、Fe 的粗锌比纯锌更容易在硫酸中溶解。
(2) 在水面附近的金属比在水中的金属更易腐蚀。
(3) 铜制水龙头与铁制水管组合,什么部位易遭腐蚀?为什么?
24. 试解释在电解质溶液中,含有杂质铜的金属锌比含有杂质铅的金属腐蚀更严重的原因。
25. 判断(1)铁板上铆铜铆钉,(2)铜板上铆铁铆钉,腐蚀较严重的是哪一种,为什么?
26. 在一磨光的铁片上,滴上一滴含有少量酚酞的K 3[Fe(CN)6]和NaCl 溶液,
十几分钟后有何现象?试解释之。
二、是非题(对的在括号内填“√”号,错的填“×”号)
1.在判断原电池正负极时,电极电势代数值大的电对做原电池正极,电极电势代数值小的电对做
原电池的负极。                                            (    )
2. 在书写半电池反应时,可以有多种书写形式,如      ① Ag 2S + 2e 2Ag  + S 2-
② 21
Ag 2S + e Ag  + 21
S 2-
③ 2Ag  + S 2-
Ag 2S + 2e  ④ Ag + 21
S 2-21
Ag 2S + e
无论采用何种形式,只要电极反应的条件相同,上述各电极反应的电势值均相同。
(    )
3. 已知电极反应O 2 + 2H 2O +4e === 4OH —,E (O 2 / OH —) = 0.4V ,则21
O 2 + H 2O +2e === 2OH —,E (O 2 / OH —) = 0.2V 。                                                      (    )
4. 能组成原电池的反应都是氧化还原反应。                                      (    )
5. 氧化还原电对的标准电极电势越高,表示该电对氧化态的氧化能力越强。          (    )6.大多数电极的电极电势代数值都是以参比电极Pt | Hg|Hg2Cl2(s)|Cl—(1.0 mol·dm-3)为基准确定的。()7.由于甘汞电极是参比电极,所以标准电极电势是零。                            (    )8.测定电对AgCl/Ag 的电极电势时,可以使用饱和KCl盐桥。                      (    )9.电极Pt|H2(100kPa)|OH—(1.0 mol·dm-3)是标准氢电极,因此电极反应式可写为H2 +2OH— == 2H2O +2e () 10.电极电势大的电对,其氧化态和还原态是强的氧化剂和强的还原剂。(    )11.标准状态下,原电池产生的电功为n E F。(    )12.原电池电动势与电池反应的书写无关,而标准平衡常数却随反应式的书写而变化。()13.只要温度不变,氧的分压不变,则E(O2/OH—)值就是固定值,不随其他条件而
变。()
= 100 kPa),此时氢电极的电势值为-0.414 V。()14.若将氢电极置于pH = 7 的溶液中(p H
2
15.原电池(—)Ag | AgCl(s)| KCl(c)|Cl2(g)| Pt(+)的电动势与Cl—离子的浓度无关。
()16.因为H2O2中的氧是处在中间价态,所以H2O2参与电极反应时,溶液的酸、碱度与该电极反应毫无关系。()17.同种金属及其盐溶液也能组成原电池,其条件是两个半电池中离子浓度不同。()18.原电池反应中得失电子数增大几倍,则反应的∆r G m也增大几倍。()19.某氧化还原反应的标准电动势E>0,这是指此氧化还原反应的∆r G m<0,K<0。()20.氧化还原反应进行的程度取决于∆r G m值。()21.氧化还原反应达平衡时,标准电动势和标准平衡常数均为零。()22.标准压力298K下,某原电池在放电2F的同时放热20.1 kJ·mol-1,则该原电池反应的∆r H(298K) = -10.05 kJ·mol-1。()23.有一溶液中存在几种氧化剂,它们都能与某一还原剂反应,一般来说,电极电势代数值大的氧化剂与还原剂反应的可能性大。()24.已知E(Br2 / Br—)>E(Ag+ / Ag),所以Br2是比金属银离子更强的氧化剂。()25.已知E(Br2 / Br—) =1.077V >E(Fe3+ / Fe2+) = 0.769V,因此,在标准状态下Br2和Fe2+离子可以共存,而Br—离子和Fe3+离子不能同时共存。()26.金属铁可以置换Cu2+离子,所以FeCl3溶液不能与金属铜反应。()27.取两根铜棒,将一根插入盛有0.1 mol ·
dm-3 CuSO4溶液的烧杯中,另一根插入盛有1 mol · dm-3 CuSO4溶液的烧杯中,并用盐桥将两只烧杯中的溶液连接起来,可以组成一个浓差电池。()28.对于浓差电池(-)Ag | AgNO3(aq, c1) || AgNO3(aq, c2) | Ag (+),若该电池的电动势>0,则据能斯特方程式可知c2>c1。()29.金属表面因氧气分布不均匀遭受腐蚀时,金属腐蚀发生在氧气浓度较大的部位。()30.海水中发生的腐蚀是典型的析氢腐蚀。()
参考答案:
1.√
2.√
3.×
4.×
5.√
6.×
7.×
8.×
9.×10.×
11.×12.√13.× 14.√ 15.√ 16.× 17.√ 18.√ 19.× 20.×
21.×22.×23.√ 24.√ 25.× 26.× 27.√ 28.√ 29.× 30.×
三、选择题(在正确的答案下打“√”)
1. 将反应K2Cr2O7 + HCl KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O 完全配平后,方程式中Cl2的系数是
_____。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
2. 将反应 KMnO4 + HCl  MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O 配平后,方程式中HCl的系数是
____。
A. 8
B. 16
C. 18
D. 32
3. 下列半反应的配平系数从左至右依次为
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
4. 20 000C 的电量相当于法拉第的电量。
A. 0.0207
B. 2.07×1020
C. 0.207
D. 2.07
5. 某氧化还原反应组装成原电池,下列说法正确的是_______。
A. 负极发生还原反应,正极发生氧化反应
B. 负极是还原态物质失电子,正极是氧化态物质得电子
C. 氧化还原反应达平衡时平衡常数K为零
D. 氧化还原反应达平衡时标准电动势E为零
6. 已知电极反应 ClO3- + 6H+ + 6e== Cl- + 3H2O 的Δr G= -839.6 kJ·mol-1,则E(ClO3-
/ Cl-)值为。
A.1.45 V      B.0.73 V C.2.90 V D.-1.45 V
7. 现有原电池(—)PtㄧFe3+,Fe2+‖Ce4+,Ce3+ㄧPt(+),该原电池总电池反应方程式为_______。
A. Ce3++ Fe3+== Ce4++ Fe2+
B. 3Ce4++ Ce == 4 Ce3+
C. Ce4++ Fe2+== Ce3++ Fe3+
D. 2Ce4++ Fe == 2Ce3++ Fe2+
8. 已知Ag == Ag+ +e,E(Ag+|Ag)=0.7991V,则2Ag == 2Ag+ +2e的E(Ag+|Ag)为______。
A.-0.7991 V    B.0.7991 V      C.- 1.60V D.1.60 V
9. 某电池(—)A│A2+(0.1 mol · dm-3)‖B2+(0.1 mol · dm-3)│B ( + )的电动势E为0.27V,
则该电池的标准电动势E 为_______。
A.0.24 V    B.0.27 V      C.0.30 V      D.0.33 V
10. 原电池中关于盐桥的叙述错误的是_______。
A. 盐桥的电解质可中和两半电池中过剩的电荷
B. 盐桥可维持氧化还原反应进行
C. 电子通过盐桥流动
D. 盐桥中的电解质不参与电极反应
11. 已知 298K时下列电极电势: E(Zn2+|Zn)=-0.7628V,E(Cd2+|Cd)=-0.4029V, E(I2|I−)=
0.5355V, E(Ag+|Ag)=0.7991V,下列电池的标准电动势最大的是:
A. Zn(s)│Zn2+‖Cd2+│Cd(s)
B. Zn(s)│Zn2+‖H+│H2,Pt
C. Zn(s)│Zn2+‖I−│I2,Pt
D. Zn(s)│Zn2+‖Ag+│Ag(s)
12. 对原电池(—)Fe | Fe2+ || Cu2+ | Cu(+)随反应的进行,电动势将_______。
A.变大B.变小C.不变D.等于零
13. 将下列电极反应中有关离子浓度减小一半,而E值增加的是。
A. Cu2+ + 2e == Cu
B. I2 + 2e == 2 I-
C. 2H+  + 2e == H2
D. Fe3+ + e == Fe2+
14. 将有关离子浓度增大5倍,E值保持不变的电极反应是。
A. Zn2+ + 2e == Zn
B. MnO4— + 8H+ + 5 e == Mn2+ + 4H2O
C. Cl2+ 2e == 2Cl—
D. Cr3+ + e == Cr2+
15. 已知配合物的稳定常数K稳[Fe (CN)63-]>K稳[Fe (CN)64-],则下面对E稳
(Fe 3+/Fe2+)判断正确的是______。
[Fe(CN)63-/Fe(CN)64-]与E
A. E稳[Fe(CN)63-/Fe(CN)64-]>E稳(Fe 3+/Fe2+)
B. E稳[Fe(CN)63-/Fe(CN)64-]<E稳(Fe 3+/Fe2+)
C. E稳[Fe(CN)63-/Fe(CN)64-]=E稳(Fe 3+/Fe2+)
D. 无法判断
16. 某金属与其离子溶液组成电极,若溶液中金属离子生成配合物后,其电极电势值______。
A. 变小
B. 变大
C. 不变
17. 将下列反应设计成原电池时,不用惰性电极的是________。
A. H2 + Cl2 == 2HCl
B. 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
C. Ag+  + Cl— == AgCl
D. 2Hg2+ + Sn2+ == Hg22+ + Sn4+
18. 反应Ag+ (0.01 mol· dm-3)+ Fe2+ (1.0 mol· dm-3)= Ag + Fe3+ (1.0 mol· dm-3)的反应方向是______。
已知E(Ag+ /Ag) =0.80V, E(Fe3+/ Fe2+) = 0.77V。
A.正
B. 逆
C.不反应
D. 平衡
19. pH值改变,电极电势变化的电对是______。

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