無機及分析化學第六章答案

1、第六章 氧化復原平衡及氧化復原滴定法 習題1以下物質中元素的氧化數(shù)。 1CrO 42中的 Cr 2 MnO 42中的 Mn3Na2O2 中的 O4H2C2O4 2H2O 中的 C解答： (1) Cr： 6；(2) Mn： 6； (3) O： 1； (4) C： 32. 以下反響中，哪些元素的氧化數(shù)發(fā)生了變化？并標出氧化數(shù)的變化情況。1CI2+ H2O= HClO + HCl2Cl2+ H2O2= 2HCl + O23Cu + 2H2SO4 (濃)=CuSO4 + SO2 + 2H2O4K262O7 + 6KI + 14HC1 = 2CrCl3 + 312+ 7H2O + 8KCI解答： (1)

2、Cl ：from 0to+ 1 and1(2)Cl ：from 0to1 ；O：from 1 to 0(3)Cu ：from 0to+ 2； S：from+ 6 to+4(4)Cr：from+6to + 3；I ： from 1 to03. 用離子電子法配平以下在堿性介質中的反響式。1Br2+ OH BrO3_+ Br_2Zn + CIO Zn(OH)42+ C3MnO 4 + SO32 t MnO42 + SO42(4) H2O2+ Cr(OH)CrO4Zn + 4OH 一 = Zn (OH)42+ 2eH2O+ ClO+ 2e= 2OH+ CZn + H2O+ 2OH 一 + ClOZn(

3、OH)42+ Cl+ H2O解答：(1)B2+ 12OH2BrO3+ 6H2O + 10e2e+ Br2= 2Brx 56Br2 + 12OH2BrO 3 + 6出0+ 10 B3(MnO4+ e= MnO42)x 22OH 一 + SO32 一 = H2O+ SO42 一 + 2e2MnO 4一 + 2OH 一 + SO32一 = 2MnO 42+ 出0 + SO42(4) (H2O2+ 2e= 2OH _)x 3(4OH 一 + Cr(OH) 4一 = CrO42一 + 4 H 2O + 3e)x 23 H2O2 + 2OH+ 2Cr(OH) 4 = 2CrO42+ 8 H2O4. 用離子

4、電子法配平以下在酸性介質中的反響式。(1) S2O82- + MnMnO 4- + SO42_(2) PbO2 + HCl tPbCl2 + Cl2 + H2O(3) Cr2O72+ Fe2+ t Cr3+ Fe3+(4) I2 H2StIS解答： (1) (S2O822e = 2SO42)x 5(4H2OMn2= MnO48H 5e)x 25 S2O82 8H2O2 Mn 2=2MnO416H 10SO42(2) PbO2 + 4H + 2e= Pb + 2H2O2Cl =Cl2 2e PbO2 4HCl = PbCl2 Cl2 2H2O(3) Cr2O72 14H6e =2Cr37H2O(

5、Fe2 = Fe3 e)x 6Cr2O72 14H6 Fe2 =2Cr37H2O6 Fe3(4) I 2 2e= 2IH2S= S 2H 2eI2 H2S= 2I S 2H5. Diagram galvanic cells that have the following net reactions.(1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu(2) Ni + Pb2+ = Ni2+ + Pb(3) Cu + 2Ag + = Cu2+ + 2Ag(4) Sn + 2H+ = Sn2+ + H2解答：1. (-)Fe| Feoll Cu2+( |Cu +2. (-)Ni| Ni2+(ci)

6、| Pb2+(C2)|Pb +3 . ()Cu| Cu2+(c1)l Ag+(c2) |Ag 4 . ()Sn| Sn2+(c1)| H+(c2) |H2,Pd6. 以下物質在一定條件下都可以作為氧化劑： KMnO 4 、K2Cr2O7 、 CuCl2、FeCl3、H2O2、12、Br2、F2、PbO2試根據(jù)標準電極電勢的數(shù)據(jù)，把它們按氧化能力的大小排列成順序，并 寫出它們在酸性介質中的復原產(chǎn)物。解答：氧化能力由大到小排列如下：解答： (3)KMnO 4 、 (5)K2Cr2O7 、 (9)CuCl2、 (7)FeCl3、 (2)H2O2、 (8)I2、 (6)Br2 、 (1)F2、 (4)

7、PbO2在酸性介質中的復原產(chǎn)物依次如下：Mn2+、 Cr3+、 Cu、 Fe2+、 H2O、 I、 Br、 F、 Pb2+7. Calculate the potential of a cell made with a standard bromine electrode as the anode and a standard chlorine electrode as the cathode.解答： o Cl2/C= 1.358V;0 Br2(l)/Br= 1.087V那么電動勢 E = o (+ )- 0 (-) = 1.358- 1.087= 0.271V8. Calculate the

8、 potential of a cell based on the following reactions at standard conditions.(1) 2H2S + H2SO3 t 3S + 3H2O 22B+ 2Fe3+Br? + 2Fe2+(3) Z n + Fe2+T Fe+ Zn2+(4) 2MnO 4-5H2O26HClt2MnCl2 2KCl 8H2O5O2解答： 1 0.308V 2- 0.316V3 0.323V4 0.828V9. MnO4 + 8H + 5e = Mn? + 4H2O= 1.507VFe3+ + e = Fe2+= 0.771V(1) 判斷以下反響

9、的方向MnO4+ 5Fe?+ 8H + t Mn2+ + 4H?O+ 5Fe3+(2) 將這兩個半電池組成原電池，用電池符號表示該原電池的組成，標明電池的正、負極，并計算其標準電動勢。當氫離子濃度為10mol L1,其它各離子濃度均為1mol L時，計算該電池的電動勢。解答：1MnO4+ 5FW + + 8H二 Mn2+ + 4出0+ 5Fe3+正向進行(2) ( )Pt| Fe3*C1), Fe+(c2)| MnO4 (c3), Mn 2*(C4)| Pt +E = 1.507 0.771= 0.736V(3) E = 1.507 + (0.0592/5)lg10 8 0.771 = 1.6

10、02 0.771 = 0.831V10. 以下電池 Zn| Zn"(x mol L1) II Ag + (0.1 mol L 1)|Ag 的電動勢 E = 1.51V求Zn2+離子的濃度。0.0592解答：E=+-= (Ag+/Ag + 0.0592lg CAg+) ( Zn2+/Zn +lgCZn2+)= 1.51mol L20.0592(0.799+ 0.0592lg0.1) ( 0.763+lgcZn2+)= 1.51mol L2c(Zn2+) = 0.58 mol L 111. 當 HAc 濃度為 0.10 mol L1, P(H2)=100kPa，測得 E(HAc/ H 2

11、)=-0.17v.求溶液中 H+的濃度和HAc的解離常數(shù)Ka解：由題意得，E HAc/H 2= E HAC/H2+0.059lgH +2/p H2/p=0.059 lgH+=-0.17V可得H+=1.3 1 X 10-3 mol L 1HAc 的解離常數(shù) Ka = H+2/(c- H+)=1.74 X 10-512. 在標準狀況下，MnO2和HCI反響能否制得 Cl2?如果改用12 mol L 1的濃鹽酸呢設其他物質仍處于標準態(tài)？解：由題意得，正極反響：Mn O2+ 2e+4H+宀Mn "+ 2H2O負極反響：4HCI(濃CI2+ 2Cl-+4H + +2e標準狀況下 E = E M

12、nO2/ Mn2 + E ci2/ci-=1.23v-1.358v=-0.128v<0,故此時不能制得 CI2。改用12 mol L 1的濃鹽酸時，E=E MnO 2/M n2 + 0.0592/2lg(1/H +4) 一E Cl2/Cl- 0.0592/2lg H +4Cl-2=(1.23+0.0592/2 4 汰 X 1>08)>0說明改用12 mol L 1的濃鹽酸時能制得氫氣13. 為了測定PbSO4的溶度積，設計了以下原電池一 Pb| PbSO4, SO42一(1.0 mol L1) II S*+ (1.0 mol L 1)|Sn +在25C時測得電池電動勢 E =

13、 0.22V，求PbSO4溶度積常數(shù) Ksp。解答：正=0.136v0.22 = 0.136-負/.負=0.356V Pb2+SO42+ = Ksp0.05922+ 0.356= 0.126+lgPb2 20.0592Ksp=0.126+lg -2 1Ksp = 1.7 10 814. 利用下述電池可以測定溶液中Cl-的濃度，當用這種方法測定某地下水Cl-含量時，測得電池的電動勢為 0.280v，求某地下水中Cl-的含量()Hg(s)| Hg2Cl2(|) | KCl(飽和)II Cl-(c)| AgCl(s) |Ag(s) +解：由題意得：E AgCl(s)|Ag(s)=E Ag+|Ag(s

14、)+0.059lg AgCl /AgCl-1=0.799-0.059 lgCl -1查表得 E Hg(s)| Hg2Cl2(l) | KCl(飽和)=0.25v故電池的電動勢為E=E+-E-= 0.799-0.059 lgCI-1-0.25=0.280V0.059 lgCl -1=0.269故Cl -1=3.63 W4 mol L 115.根據(jù)標準電極電勢計算298K時以下電池的電動勢及電池反響的平衡常數(shù)(1) () Pb(s)| Pb2 (0.1 mol L 1) II Cu (0.5 mol L 1)|Cu(s) +()Sn(s)| Sn2+(0.05 mol L1) II H +(1.0

15、 mol L 1)|H2(105Pa),Pt(s) +一Pt,H2(105Pa)|H+ (1 mol L 1) I Sn4+ (0.5 mol L 1), Sn2+ (0.1 mol L 1 )|Pt( +()Pt,H2(105Pa)|H+ (0.01 mol L1) I H+(1.0 mol L 1)|H2(105Pa), Pt +解答：10.0592負=0.126+lg0.1 = 0.1560.0592正=0.337+2 lg0.5 = 0.328E = 0.328 ( 0.156) = 0.484E = 0.337+ 0.126= 0.463lgK2 0.4630.0592k = 4.3

16、8 X 10-15正=00.0592負=0.136+2lg0.05 = 0.175E = 0.175lgK2 0.1360.0592K = 3.93X 104負=00.0592正=0.151 +2lg05 = 0.1750.1.E = 0.172lgK2 0.1540.0592K = 1.59X 105正=0負=0 +0.0592"Vlg2沁=0.11841.E = 0.1184K = 116以下三個反響:1A + B + = A + + B2A + B = A2 + B3A + B3+ = A3+ + B的平衡常數(shù)值相同，判斷下述那一和說法正確？反響1的值 最大而反響3的值 最小；

17、(b)反響3的 值最大；c不明確A和B性質的條件下無法比擬值的大小;d三個反響的值相同。答：C17試根據(jù)以下元素電勢圖:A / VCu20.1583Cu0.521CuAg22.00Ag0.7996Ag, 21 291 68AuAuAu30.77120.447FeFeFe答復Cu+、Ag +、Au+、Fe2+等離子哪些能發(fā)生歧化反響。解答：Cu*、Au +能發(fā)生歧化。18計算在1 mol L1溶液中用Fe3+滴定Sn2+的電勢突躍范圍。在此滴定中應選用什么指示劑？假設用所選指示劑，滴定終點是否和化學計量點符合？解答：Sn4+/ Sn2 + = 0.154VFe3+/ Fe2 + = 0.771V

18、0.0592、0.0592突躍范圍：0.154+ 3X=0.2428 V0.771 3X=0.5934 V2 1*卄 1 0.771 2 0.154選次甲基監(jiān)；符合， sp= 0.36V319. 將含有BaCl2的試樣溶解后參加 K2CrO4使之生成BaCrO4沉淀，過濾洗滌后將沉淀溶于 HCl再參加過量的 KI并用Na2S2O3溶液滴定析出的12,假設試樣為 0.4392g，滴定時耗去0.1007 mol C1Na2S2O329.61mL標準溶液，計算試樣中BaCl2的質量分數(shù)。解答：Ba2+ + CrO42 一 = BaCrO42CrO42+ 6+ 16H + = 2Cr3+ 8H2O +

19、 3bI2+ 2 Na2S2O3= Na2S4O6+ 2NalnBa2 = 1/3n S2O32二 Ba2 CrO42 3/2 l23 S2O323 10.1007 29.61 10- 208.33BaCl2% =3 = 47.14%0.439220. 用KMnO4法測定硅酸鹽樣品中的Ca2+含量，稱取試樣0.5863g，在一定條件下，將鈣沉淀為CaC2O4,過濾、洗滌沉淀，將洗凈的CaC2O4溶解于稀H2SO4中，用0.05052 mol L-1KMnO4的標準溶液滴定，消耗25.64mL，計算硅酸鹽中 Ca的質量分數(shù)。5Ca2+%=25.64 0.0505240.0810000.58631

20、0022.14%解答：5Ca2+5C2O42-2MnO 42+ 2n(Ca2 )= n(MnO 4-)5 n (Ca2+)=0.003238 mol21. 大橋鋼梁的襯漆用紅丹Pb3O4作填料，稱取 0.1000g紅丹加HCI處理成溶液后再加 入K2CrO4，使定量沉淀為 PbCrO4：Pb2+ + CrO 42- =PbCrO4將沉淀過濾、洗滌后溶于酸并參加過量的KI，析出I2以淀粉作指示劑用0.1000 mol L-1Na2S2O3溶液滴定用去12.00mL，求試樣中Pb3O4的質量分數(shù)。解答：2Cr2-+6l-+16H+=2Cr3+8H2O+3l 2I2 +2Na2S2O3= Na2S4

21、O6+2NaIPb3O43 PbCrO4 3 CrO4 2-9/2 I29W2S2O3n (Pb3O4)= 1/9n (Na2S2O3)1 3 -0.1000 12.00 10 3 685.6二 Pb3O4% = -100 91.410.100022. 抗壞血酸摩爾質量為 176.1g mol-1是一個復原劑，它的半反響為：C6H 6。6 + 2H + + 2e = C 6H8O6它能被I2氧化。如果10.00mL檸檬水果汁樣品用 HAC酸化，并參加20.00mL0.02500mol L 112溶液，待反響完全后，過量的 12用10.00mL 0.0100 mol L 1Na2S2O3滴定，計

22、算每毫升檸檬水果汁中抗壞血酸的質量。解答：C6H6O6 12 2 Na2S2O3n(C6H6O6)= n (I2) = 1/2 n(Na2S2O3)(20.00 0.02500 110.000.01000)176.10.007924g / ml10.0023.Hg2Cl2(s)+ 2e= 2Hg(l) + 2Cl= 0.28V+Hg22 + 2e= 2Hg(l)= 0.80V求：Ksp Hg2Cl2提示：Hg2Cl2(s) = Hg22 + 2Cl 解答：Hg 2Cl 2(s) + 2e= 2Hg(l) + 2CHg22+ 2e= 2Hg(l)將上述兩方程式相減得：Hg2Cl2(s) = Hg

23、22 + 2ClE = 0.52V此反響的平衡常數(shù) K，即是的Hg2Cl2(s) K sp,因此：lgK = lgK sp= 2 ( 0.52) = 17.56K = 1017.560.0592Ksp Hg2Cl2= K = 1017.56 W =24. 以下標準電極電勢Cu2+ + 2e = Cu= 0.34 VCu2+ + e= Cu += 0.158V(1) .計算反響 Cu+ Cu2*= 2Cu*的平衡常數(shù)。(2) Ksp (CuCl) = 1.2 X 106,試計算下面反響的平衡常數(shù)。Cu + Cu2+ 2C= 2CuCl J解答：(1) Cu2+ 2e= Cu+ +Cu2 + e=

24、 Cu+ +Cu20.158 CuCu0.340.158 1=0.342=0.522V(0.158 0.522) 17“-7lgK = K = 7.1 X 10 70.0592(2)對負極：CuCI + e= Cu + ClKsp = Cu +Cl -0.0592+cuci/cu 0.522 +lgCu 1Ksp0.522 + 0.0592 lg因為Cl 1moI/LCl cuci/cu 0.522 + 0.592lg1.2 X 10 - 60.171V對正極：Cu2 + e+ Cl = CuCI JCu2+/Cucl = Cu2+/Cu = Cu2+/Cucl + 0.0592 lg Cu2

25、+/Cu +=0.158+0.0592 lg 1/ Ksp (CuCI)=0.158+0.0592 lg 1/1.2 X 10-6=0.504V(0.504 0.171) 1 IgK =5.630.0592K = 4.22 X 10525. 吸取50.00mL含有的103和1。4 試液，用硼砂調(diào)溶液 pH，并用過量KI處理，使1。4 轉變?yōu)镮O3一，同時形成的12用去18.40mL 0.1000 mol LNazSOs溶液。另取10.00mL試 液，用強酸酸化后，參加過量 KI，需同濃度的Na2S2O3溶液完成滴定，用去 48.70mL。計 算試液中103和104 的濃度。.解答：104+ 2

26、+2H+=IO3-+l2+H2O ,104122 Na2S2O3 , n(IO4)=1/2n(Na 2S2O3)1-18.40 0.1000- 2C(IO4 )=0.01840mol/L50.00強酸酸化以后：7+8H+=4I2+4H2O ,1044128 Na2S2O3 , n(IO4)=1/8n(Na 2S2O3)103 一 +5+6 H+=3 I2+3 H2O , 1033 12 6 Na2S2O3 , n(IO3)=1/6 n(Na2S2O3)I2+2 Na2S2O3= Na2S4O6+NaI ,設滴定104一所消耗的Na2S2O3的體積數(shù)為 V1ml，滴定103一為Vzml那么 0.0184 X 10=1/8 X 0.100V1Vi=14.72mlV2=48.70-14.72=33.98ml10.00X C( IO4)=1/6 x 0.1000X 33.9