第十章 氧化还原反应 电化学基础

第十章 氧化还原反应 电化学基础

4.有一电池：Pt|H2(50.7kPa)|H+(0.50 mol?L-1)||Sn4+(0.70 mol?L-1),Sn2+ (0.50 mol?L-1)|Pt

(1)写出半电池反应； (2)写出电池反应；

(3)计算电池的电动势E； (4)E＝0时，保持p(H2)、c(H+)不变的情况下，c(Sn2+)/ c(Sn4+)是多少？ 解：

(1)负极反应： H2(g)2H+(aq)+2e-

正极反应： Sn4+(aq)+2e-Sn2+(aq) (2)电池反应： Sn4+(aq)+ H2(g)Sn2+(aq) +2H+(aq) (3) E=?Sn4?/Sn2???H?/H

2p(H2)/p?RTc(Sn2?)/c?RT ?(?Sn4?/Sn2??lg)?[?H?/H?lg] 4????222Fc(Sn)/c2F(c(H)/c)p(H2)/p?RTc(Sn2?)/c?RT?(0.1539?lg)?[0.00?lg] 4????22Fc(Sn)/c2F(c(H)/c)RT0.70RT50.7/100?(0.1539?lg)?[0.00?lg] 22F0.502F0.50RTRT=0.1539-0.0731?0.1535

FFRT=0.1539+0.0804

F若T=298K，则E=0.1586V

RTc(Sn2?)/c?RT(4) 0?0.1539? lg?0.15354??2Fc(Sn)/cFRTRT[(0.1?5390.1535)/()]c(Sn2?)F2F =10c(Sn4?)0.0592c(Sn2?)c(Sn2?)-2若T＝298K，则0.1630=， lg??=3.21?104?4?2c(Sn)c(Sn)

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第十章 氧化还原反应 电化学基础

5.求下列原电池的电动势，写出电池反应。

(1) Zn|Zn2+(0.010 mol?L-1)||Fe3+(0.0010 mol?L-1)|Fe (2) Zn|Zn2+(0.10 mol?L-1)||Cu2+(0.010 mol?L-1)|Cu

(3) Pt|Fe3+(0.10 mol?L-1), Fe2+(0.010mol?L-1)|Cl-(2.0mol?L-1)||Cl2(pθ) |Pt

(4) Fe|Fe2+(0.010 mol?L-1)||Ni2+(0.10 mol?L-1)|Ni (5) Ag|Ag+(0.010 mol?L-1)||Ag+(0.10 mol?L-1)|Ag 解：

(1) Fe3+(aq)+Zn(s)Fe2+(aq)+Zn2+(aq) (2) Cu2+(aq)+Zn(s)Cu(s)+Zn2+(aq) (3)Cl2(g)+ Fe2+(aq)2Cl-(aq)+ Fe3+(aq) (4) Ni2+(aq)+Fe(s)Ni(s) +Fe2+(aq) (5)

8.计算25oC，p(O2)=101.325kPa时，在中性溶液中?(O2/OH-)值。 解：中性溶液中，c(OH-)=1.0?10-7mol?L-1 O2+2H2O+4e-4OH-

0.0592(c(OH?)/c?)4? ???O/OH??lg24PO2/p?0.0592[(1.0?10?7)/1.0]4lg =0.4009- 4101.325/1000.05921.0?10?28?0.4009?lg

41.01325 =0.8154V

10.某原电池中的一个半电池是由金属钴(Co)浸在1.0 mol?L-1Co2+溶液中组成的，另一半电池是由铂片(Pt)浸于1.0 mol?L-1Cl－溶液中，并不断通入Cl2(p(Cl2))为101.325KPa)组成。实验测得电池的电动势为1.63V；钴电极为负极。已知??(Cl2/Cl-)=1.36V，回答下列问题：

(1)写出电池反应方程式； (2)??(Co2+/Co)为多少？

(3) p(Cl2)增大时，电池的电动势将如何变化？

(4)当Co2+浓度为0.010 mol?L-1，电池的电动势是多少？ 解：

(1)Co(s)+Cl2(g)=Co2+(aq)+2Cl-(aq)

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(2) ???Cl2/Cl???Co2?/Co

? ?[?Cl?2/Cl0.0592(c(Cl?)/c?)20.05921??lg]?[??lg] 2?Co/Co2PCl2/p?2cCo2?/Co0.05921] lg21.020.05921.0?1.63=[1.36-lg??C?[2?]2101.325/100o/Co??Co=-0.2698V=-0.27V 2?/Co(3) p(Cl2)增大，正极电极电势增大，电池的电动势增大。 (4) c(Co2+)=0.010 mol·L-1时，

0.05921.020.05921?=[1.36-lg]-[-0.27-lg] 2101.325/10020.010=1.6892V=1.69V

12.某原电池中的一个半电池是由金属银片浸在1.0 mol?L-1 Ag+溶液中组成的；另一半电池是由银片浸在c(Br-)为1.0 mol?L-1的AgBr饱和溶液中组成的。后者为负极，测得电池电动势为0.728V。计算??(AgBr/Ag)和Ksp(AgBr)。

解：设计一个原电池

(-)Ag|AgBr(s)|Br-(1.0 mol?L-1)||Ag+(1.0 mol?L-1)|Ag(+) 电极反应为：

Ag+(aq)+e-Ag(s)

-) AgBr(s) +e-Ag(s)+Br-(aq)

__________________________________ 电池反应：Ag+(aq)+Br-(aq)AgBr(s)

?E???????AgBr/Ag Ag/Ag0.728=0.799-??AgBr/Ag

??AgBr/Ag=+0.071V

??? lg 9K=1K K??zE/0.05/sp? - lKgsp?zE? z=1 /0.0 5?- lgKsp=1?0.728/0.0592 ?Ksp=5.04?10-13

16.已知某原电池的正极是氢电极(p(H2)＝101.325KPa)，负极的电极

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