第四章 电化学与金属腐蚀

1. 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）

（1）取两根金属铜棒，将一根插入盛有0.1mol?dm池。

（+）

2??3CuSO4溶液的烧杯中，另一根插入盛有

1mol?dm?3CuSO4溶液的烧杯中，并用盐桥将两支烧杯中的溶液连接起来，可以组成一个浓差原电

（2）金属铁可以置换Cu，因此三氯化铁不能与金属铜发生反应。 （-）

（3）电动势E（或电极电势?）的数值与电池反应（或半反应式）的写法无关，而平衡常数K?的数值随反应式的写法（即化学计量数不同）而变。 （+）

（4）钢铁在大气中的中性或酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。 （+）

（5）有下列原电池：

若往CdSO4溶液中加入少量Na2S溶液，或往CuSO4溶液中加入少量CuSO4?5H2O晶体，都会使原电池的电动势变小。 （-）

2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）

（1）在标准条件下，下列反应均向正方向进行：

（a）Sn2?和Fe3? （b）Cr2O72?和Sn2? （c）Cr3?和Sn4? （d）Cr2O72?和Fe3?

（2）有一个原电池由两个氢电极组成，其中一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液??设p(H2)?100kPa??应为 （）

（a）0.1mol?dm?3HCl

（b）0.1mol?dm?3HAc?0.1mol?dm?3NaAc （c）0.1mol?dm?3HAc （d）0.1mol?dm?3H3PO4 （3）在下列电池反应中

（a）5.05?10?27mol?dm?3 （b）5.71?10?21mol?dm?3 （c）7.10?10?14mol?dm?3 （d）7.56?10?11mol?dm?3

（4）电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（ ）；阳极氧化是将需要处理的部件作为电解池的（ ） （

当该原电池的电动势为零时，Cu2?的浓度为 （）

它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是 （）

b

b

b

a，b）

（a）阴极 （b）阳极 （c）任意一个极

3、填空题

（1）有一种含Cl?、Br?和I?的溶液，要使I?被氧化，而Cl?、Br?不被氧化，则在以下常用的氧化剂中应选（ d ）为最适宜。

（a）KMnO4酸性溶液，（b）K2Cr2O7酸性溶液，（c）氯水，（d）Fe2(SO4)3溶液 （2）有下列原电池：

(?)PtFe2?(1mol?dm?3),Fe3?(0.01mol?dm?3)Fe2?(1mol?dm?3),Fe3?(1mol?dm?3)Pt(?)该原电池得负极

反应为（Fe2??Fe3??e?），正极反应为（Fe3??e??Fe2?）。 （3）电解含有下列金属离子的盐类水溶液：

2?Li?、Na?、K?、Zn2?、Ca2?、Ba2?、Ag?。其中（Zn、A?g）能被还原成金属单质，

（Li?、Na?、K?、Ca2?、Ba2?）不能被还原成金属单质。

4、根据下列原电池反应，分别写出各原电池中正、负电极的电极反应（须配平）。

（1）Zn?Fe2??Zn2??Fe （2）2I??2Fe3??I2?2Fe2? （3）Ni?Sn4??Ni2??Sn2?

（4）5Fe2??8H??MnO4??Mn2??5Fe3??4H2O 解：（1）负极：Zn(s)?Zn2?(aq)?2e? 正极：Fe2?(aq)?2e??Fe(s) （2）负极：2I?(aq)?I2(s)?2e? 正极：Fe3?(aq)?e??Fe2?(aq) （3）负极：Ni(s)?Ni2?(aq)?2e? 正极：Sn4?(aq)?2e??Sn2?(aq) （4）负极：Fe2?(s)?Fe3?(aq)?e?

?(aq)?8H?(aq)?5e??Mn2?(aq)?4H2O(l) 正极：MnO45、将上题各氧化还原反应组成原电池，分别用图示表示各原电池。

解：（1）(?)ZnZn2?Fe2?Fe(?) （2）(?)PtI2I?Fe2?,Fe3?Pt(?) （3）(?)NiNi2?Sn2?,Sn4?Pt(?)

?,H?Pt(?) （4）(?)PtFe2?,Fe3?Mn2?,MnO46、参见标准电极电势表，分别选择一种合适的氧化剂，能够氧化：

（1）Cl?成Cl2；（2）Pb成Pb2?；（3）Fe2?成Fe3?

再分别选择一种合适的还原剂，能够还原：（a）Fe3?成Fe2?；（b）Ag?成Ag； （c）NO2?成NO 解：合适的氧化剂为：

（1）酸化的MnO4?；（2）HNO3；（3）Cl2 合适的还原剂为：

（1）Zn；（2）Sn2?；（3）I?

注：本题答案不单一，同学们可根据原理自行选择。 7、将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的溶液中并组成原电池（用图示表示，要注明浓度）。

（1）c(Sn2?)?0.0100mol?dm?3；c(Pb2?)?1.00mol?dm?3 （2）c(Sn2?)?1.00mol?dm?3；c(Pb2?)?0.100mol?dm?3

分别计算原电池的电动势，写出原电池的两电极反应和电池总反应式。 解：查教材附录，??(Sn2?/Sn)??0.1375V，??(Pb2?/Pb)??0.1262V （1）当c(Sn2?)?0.010mol?dm?3；c(Pb2?)?1.00mol?dm?3时：

故以锡电极做原电池负极，铅电极做正极。

原电池图示为：(?)SnSn2?(0.0100mol?dm?3)Pb2?(1.00mol?dm?3)Pt(?) 正极反应：Pb2??2e??Pb 负极反应：Sn?Sn2??2e?

电池总反应式：Pb2??Sn?Pb?Sn2?

原电池电动势：E????????(Pb2?/Pb)??(Sn2?/Sn) =-0.1262V-（-0.197）V=0.071V （2）当c(Sn2?)?1.00mol?dm?3；c(Pb2?)?0.100mol?dm?3时：

故以铅电极做原电池负极，锡电极做正极。

原电池图示为：(?)PbPb2?(0.100mol?dm?3)Sn2?(1.00mol?dm?3)Sn(?) 正极反应：Sn2??2e??Sn 负极反应：Pb?Pb2??2e?

电池总反应式：Sn2??Pb?Sn?Pb2?

原电池电动势：E????????(Sn2?/Sn)??(Pb2?/Pb) =-0.1375V-（-0.156）V=0.019V

8、求反应Zn?Fe2?(aq)?Zn2?(aq)?Fe在298.15K是的标准平衡常数。若将过量极细的锌粉加入

Fe2?溶液中，求平衡时Fe2?(aq)浓度对Zn2?(aq)浓度的比值。

解： Zn(s)?Fe2?(aq)?Zn2?(aq)?Fe(s)

= -0.447V -（-0.7618V）=0.315V

故ceq(Fe2?)/ceq(Zn2?)?1/K??2.3?10?11，反应进行得相当完全。

9、将下列反应组成原电池（温度为298.15K）：

（1） 计算原电池的标准电动势； （2） 计算反应的标准摩尔吉布斯函数变； （3） 用图示表示原电池；

（4） 计算c(I?)?1.0?10?2mol?dm?3以及c(Fe3?)?c(Fe2?)/10时原电池的电动势。 解：（1）查阅教材附录：??(Fe3?/Fe2?)?0.771V；??(I2/I?)?0.5355V。 = 0.771V - 0.5355V = 0.236V

???nFE? （2）?rGm（3）原电池图示：(?)PtI2I?Fe3?,Fe2?Pt(?) （4）

2????c(Fe)/c0.05917V???E?E?lg??23??2n????c(I)/cc(Fe)/c????2