氧化还原反应与电极电位概要.doc

第章 氧化还原反应与电极电位首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 章后习题答案 难题解析 [TOP] 例 8-1 写出并配平下列各电池的电极反应、电池反应，注明电极的种类。 （1）(-) Ag,AgCl(s) |HCl |Cl2(100kp),Pt (+) （2）(-) Pb, PbSO4(s)| K2SO4‖KCl| PbCl2(s),Pb (+) （3）(-) Zn | Zn2+‖MnO4-, Mn2+, H+| Pt (+) （4）(-) Ag | Ag+ (c1)‖Ag+(c2) |Ag (+) 析 将所给原电池拆分为两个电极。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，写出正、负极反应式，由正极反应和负极反应相加构成电池反应。 解 （1）正极反应 Cl2+2e- → 2 Cl－ 此电极为气体电极 负极反应 Ag+Cl- → AgCl(s)+e- 此电极为金属-难溶盐-阴离子电极 电池反应 2Ag+Cl2 →2AgCl(s) n=2 （2）正极反应 PbCl2(s)+2e- →Pb+2Cl- 此电极为金属-难溶盐-阴离子电极 负极反应 Pb+SO42- →PbSO4(s)+2e-此电极为金属-难溶盐-阴离子电极 电池反应 PbCl2(s) +SO42-→PbSO4(s) +2Cl- n=2 （3）正极反应 MnO4- +8 H++5e- →Mn2++ 4 H2O 此电极为氧化还原电极 负极反应 Zn → Zn2++2e- 此电极为金属及其离子电极 电池反应 2MnO4- +16 H+＋5Zn→2Mn2+＋8 H2O＋5Zn2+ n=10 （4）正极反应 Ag+(c2) +e- → Ag 此电极为金属及其离子电极 负极反应 Ag → Ag+ (c1) + e- 此电极为金属及其离子电极 电池反应 Ag+(c2) → Ag+ (c1) n=1 例 8-2 25℃时测得电池 (-) Ag,AgCl(s) |HCl(c) |Cl2(100kp),Pt (+) 的电动势为1.136V，已知( Cl2/Cl-)=1.358V, ( Ag+/Ag)=0.799 6V，求AgCl的溶度积。 析 首先根据电池电动势和已知的标准电极电位，由Nernst方程求出AgCl/Ag 。(2) AgCl的平衡AgCl(s)Ag+ + Cl-，方程式两侧各加Ag： AgCl(s) + Ag Ag+ + Cl- + Ag AgCl与产物Ag组成AgCl/Ag电对；反应物Ag与Ag+组成Ag+/Ag电对。AgCl(s)的溶度积常数为：=。 解 由电池表达式： 正极反应 Cl2 + 2e- → 2 Cl-，=+lg 负极反应 Ag + Cl- → AgCl(s) + e-，=＋lg 电池反应 Cl2(g) + 2Ag → 2AgCl(s) E =-＝(+lg)-(＋lg) =1.136V， 将和数据带入 ＝－1.136 V＝1.358 V－1.136 V＝0.222V， 又由 AgCl(s) + Ag Ag+ + Cl- + Ag =(0.222-0.799 6)V/0.059 16V＝-9.76 Ksp(AgCl) = 1.74×10-10 例 8-3 在Ag+、Cu2+离子浓度分别为1.00×10-2mol·L-1和1.00mol·L-1的溶液中加入铁粉，哪一种金属被先还原？当第二种金属离子被还原时，第一种金属离子在溶液中的浓度为多少？已知( Cu2+/Cu)=0.341 9V，(Ag+/Ag)=0.799 6V。 析 首先根据电极电位判断物质氧化性或还原性的相对强弱。氧化能力的氧化型物质将首先被还原。随着反应进行，被还原金属离子浓度降低，电极电位减小，当减小到与第二种金属离子的电极电位相等时，第二种金属离子才能被还原。 解 = ＋ 0.059 16Vlog[Ag+] ＝ 0.799 6V + 0.059 16Vlg(1.00×10-2) = 0.681 3 V = = 0.341 9 V 由于＞，Ag+是较强氧化剂，当加入还原剂铁粉时首先被还原。 当=时，Cu2+离子被还原。则 = 0.799 6V+ 0.059 16Vlg[Ag+] = 0.341 9V [Ag+] = 1.82×10-8（mol·L-1） 例8-4 298K时电池(-)Pt,H2(100kp)|NaOH(aq)|HgO(s)|Hg(+)的=0.926V，反应H2(g)+O2(g) = H2O(l)的△rHm= -285.84kJ ·mol-1。又：