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无机及分析化学答案

2021-08-25 来源:榕意旅游网
1. 根据下列酸碱的解离常数,选取适当的酸度是共轭碱来配置PH=和PH=的缓冲溶液,其共轭酸,碱的浓度比应是多少

HAC,NH3·H2O,H2C2O4 ,NaHCO3 ,H3PO4 ,NaAC,NaHPO4,C6H5NH2,NH4cl

解:选择HAC和NaAC来配置PH=的缓冲液,共轭酸碱的浓度比可由以下来计算 检表得:Ka×10

由PH=14-Pkb+lg((C(AC-))/(C(HAC)))可得 =14-lg(×10)+lg((C(AC-))/(C(HAC))) 解得:(C(AC-))/(C(HAC))=4/7=

选择NH3·H2O和NH4cl来配制PH=的缓冲液,共轭酸碱的浓度比如下

Kb(NH3·H2O)=×10

PH=14- Kb(NH3·H2O)+lg(C(NH3·H2O)/C(NH4cl)) 10=14-lg(×10)+ lg(C(NH3·H2O)/C(NH4cl)) 解得:C(NH3·H2O)/C(NH4cl)=5:1

2. 欲配制250mlPH=的缓冲液,问在125ml,·LNaAC溶液中应加入多少毫升 mol·L溶液

解:由题意得 可设还应加入xml, mol·L的HAC溶液 检表得Ka

Θ

(HAC)=×10

-5

-1

-1

-1

-5

θ

θ

-5

-10θ

-10

Θ

(HAC)

=×10 Kb

-5

θ

(AC-)

=Kw/ Ka=10/×10)=

Θ-14-5

PH=Pka(HAC)+ lg((C(AC-))/(C(HAC))) 5=-lg(×10)+ lg((C(AC-))/(C(HAC))) 解得:(C(AC-))/(C(HAC))=

n(AC-)=×1mol·L=;n(HAC)=6x×10mol +x×10)/(6x×10/+x×10))=(6x×10) 解得:x=

3.计算下列各溶液的PH:

(3) mol·LNaOH和 mol·L NH4cl溶液混合 解:由题意的 检表可得 Kb(NH3)=×10

-14

θ

-5 -1

-1

-3

-3

-3

-3

-1

-3

-5

θ

; Ka(NH4)=Kw/ Kb(NH3)

-10

θ+θ

=10/(×10)=×10 n(OH-)= n(NH4)= C(NH3·H2O)=(+)= mol·L C(NH4)=(+)= mol·L

PH=Pka(NH4)+lg(C(NH3·H2O)/C(NH4cl))=-lg(×10)+0= (5) mol·LHcl和 mol·LNaAC溶液混合 混合前:n(H)= n(AC)= 混合后:C(HAC)=(+)mol·L= mol·L C(AC)=(+)mol·L= mol·L

PH=Pka(HAC)+lg((C(AC-))/(C(HAC))) 检表得:Pka(HAC)=

θ

θ

--1

-1

-1

-1

+

--1

-1

θ

+

-10

+

-1

-1

+

-5

×10

=-lg(×10)+lg() =

(9) mol·L H3PO4与 mol·L NaOH的混合液 n(H3PO4)=0.3×0.5=0.15mol C(OH)=×1mol= Ka(HPO4)=×10 混合后:n(Na3PO4)= n(Na2HPO4)= 则:n(Na3PO4)/ n(Na2HPO4)=2

PH= Ka(HPO4)+lg2=-lg(×10)+lg2=

1. 今有2.00L的 mol·L NH3(aq)和2.0L的 mol·L Hcl溶液,若配制PH=的缓冲溶液,不允许再加水,最多能配制多少升缓冲溶液,其中C(NH3),C(NH4)各为多少 解:由表可知: Kb(NH3)=×10

θ

θ

-5

+

-1

-1

θ

2--13

θ

2--13

--1

-1

-5

-5

则PH=14- Kb(NH3·H2O)+ lg(C(NH3·H2O)/C(NH4cl))

=9

即:PH=+ lg(C(NH3·H2O)/C(NH4cl))=9 得lg(C(NH3·H2O)/C(NH4cl))=

解得C(NH3·H2O)/C(NH4cl)= 设 xL NH3·H2O yL HCl

则有 C(NH3·H2O )=n(NH3·H2O )/V总=(x-y)/(x +y) mol·L

C(NH4)=n(Hcl)/ V总=(x +y) mol·L

即C(NH3·H2O )/ C(NH4)= 解得x/y=

若要溶液最多,只需令x=,则y= 此时 C(NH3·H2O )=(x-y)/(x +y) mol·L = mol·L C(NH4)=n(Hcl)/ V总=(x +y) mol·L = mol·L

2. 列表指出下列配合物的形成体、配体、配位原子和形成体的配位数;确定配离子和形成体的配位数;确定配离子和形成体的电荷数,并给出他们的命名。 (1)[Crcl2(H2O)4]cl (5)[Ptcl2(NH3)2]

(7)[Fe(edta)] (9)Cr(Co)6 (11)[Mn(CN)5]

[Crcl2(H2O)4]cl K2[Co(Ncs)4] [Ptcl2(NH3)2] [Fe(edta)] Cr(CO)6 [Mn(CN)5] 形Cr 3+---1

-1

+

-1

-1

+

-1

+

-1

(3)K2[Co(Ncs)4]

Co 2+Pt 2+Fe 3+Cr Mn 3+成体 配:H2O;cl- 体 配Cl;O 位原子 形6 成体配位数 配1 离子电荷数 形3 成2 2 3 0 3 2负离子 0 1负离子 0 2负离子 4 4 6 6 5 N Cl;N N;O C C :Ncs :cl;NH3 :edta :CO :CN 体电荷数 命氯化二氯·四水四硫氰酸根二氯·二氨和乙二胺四乙四羟基五氰根合名 合铬(Ⅲ) 合钴(Ⅱ)酸铂(Ⅱ) 钾 酸合铁(Ⅲ)合离子 铬锰(Ⅲ)(0) 酸钾 3.计算下列取代反应的标准平衡常数

(1)Ag(NH3)(aq)+2S2O3(aq)=Ag(S2O3)2(aq)+2NH3(aq)

(2)Fe(C2O4)3(aq)+6CN(aq)=Fe(CN)6(aq)+3C2O4(aq) (3)Co(NCS)4(aq)+4NH3(aq)=Co(NH3)4(aq)+4NCS(aq) 解:(1)K=C[Ag(S2O3)2]C(NH3)/(C[Ag(NH3)2]C(S2O3)) K=Kf[Ag(S2O3)2]/ Kf C[Ag(NH3)2] =×10/×10) =×10^6

(2)K=C([Fe(CN)6])C(C2O4)/(C[Fe(C2O4)3]C(CN) =Kf[Fe(CN)6]/ Kf[Fe(C2O4)3] =×10/×10) =×10

(3) K=C[Co(NH3)4]C(NCS)/(C[Co(NCS)4]C(NH3)) = Kf[Co(NH3)4]/ Kf[Co(NCS)4]

Ѳ

2+

Ѳ

2-Ѳ

2+

4

-2-4

3252

32

Ѳ

3-Ѳ

3-Ѳ

3-3

2-3-6

-13

7

Ѳ

Ѳ

3-Ѳ

+

Ѳ

3-2

+

2

2-2-2+

-3--3-2-2+

2-2-

=×10/(10) =×10

22.在的 mol·L Hg(NO3)2溶液中,加入(s),生成[HgI4]。计算溶液中的Hg,H股I,I的浓度 解:C(I)=m/MV =(1669× = (mol·L )

查表得 Kf[HgI4]=×10,所以反应进行的很完全

Hg +4I

2+

-

Ѳ

2-29-1

-2+

2---1

2-2

53

= [HgI4]

2-

起始浓度 0 反应后 0 ×

反应完后HgI4]开始解离,设[HgI4]解离x mol·L 后达到平衡

HgI4 =Hg +4I

起始浓度 0 平衡 x 0743+4x

1/Kf[HgI4]=C(Hg)C(I)/C([HgI4]) =x+4x)/ =1/×10)

294

Ѳ

2-4

-2-2-+

-2-2--1

解得 x=×10

C(I)=0.743 C([HgI4])=

+

-2-

-32

与EDTA的发应为Cr(aq)+H2Y(aq)=CrY(aq)+2H 在

-1

3+

-1

3+2--+

PH=的缓冲溶液中,最初浓度为 mol·L Cr 和 mol·L Na2H2Y反应。计算平衡Cr 的浓度

Cr(aq) + H2Y(aq) = CrY(aq)

+ 2H (aq)

起始浓度 0 1×10

平衡浓度 x 1×10 K

-2

+

4-3-3+

2-4-3-Ѳ

-6

-6

+

3+

2--3+

=C(CrY)C(H)C(Y)C(HY)/(C(Cr)C(H2Y)C(Y)C(HY)) =( 1×10 )^2/(x+x)) 解得 x=×10

25.在25℃时,Ni(NH3)6溶液中,C(Ni(NH3)6)为 mol·L C(NH3)= mol·L 加入乙二胺(en)后,使开始时C(en)= mol·L 。计算平衡时溶液中Ni(NH3)6 ,NH3 ,Ni(en)

2+3

-1

2+

-1

2+

2+

-1

-21-6

的浓度

2+

2+

解: Ni(NH3)6 + 3en = Ni(en)3 + 6NH3 起始浓度 0 1 平衡浓度 x () 1+×6-6x K= Kf(Ni(en)2)/ Kf(Ni(NH3)6)

Ѳ

Ѳ

2+

Ѳ

2+

=`C(NH3)C(Ni(en)3)/(C(Ni(NH3))C(en)) =/(x(2+3x)) =×10/×10 x=9×10

C(Ni(NH3)6)=9×10 mol·L (NH3)= mol·L C(Ni(en)3)=0.11.6 mol·L

3. 在化学手册中查到下列各物质的溶解度。由于这些化合物在水中是微溶的或是难溶的,假定溶液近似溶剂体积,计算它们各自的溶解度

(2)Ce(IO3)4 ×10g/100ml (4)InF3 ×10g/100ml

解:(2)已知Mr[Ce(IO3)4]=把Ce(IO3)L 4 的单位换算为mol·溶解度 S= ×10/(×)=×10 mol·L

Ce(IO3)4 = Ce(aq)+ 4IO3(aq)

Ksp [Ce(IO3)4]=C(Ce)C(IO3)^4 =×10 ×(4××10) =×10

(4)已知Mr(InF3)=把InF3 的单位换成mol·L 其溶液溶解度

S= ×10 /×= ×10 mol·L

InF3 = In(aq) + 3F(aq) Ksp [InF3]=C(In)C(F)

Ѳ

3+

-3

3+

--2

-3

-1

-1

-17-4

-4

Ѳ

-4+

--2

-4

-1

-1

-2 -2

2+

-1

2+

-11

-1

-1

-1118

8

6

3

62+

2+

6

3

= ×10 × 3 × ×10 =8 ×10 6.根据AgI的溶度积。计算: (1)AgI在纯水中的溶解度

(2)在 mol·L KI溶液中AgI的溶解度(gL) (3)在 mol·L AgNO3溶液中AgI的溶解度(gL) 解(1)设AgI的溶解度为x mol·L

AgI(s) = Ag(aq) + I(aq) 平衡浓度 x x Ksp (AgI)=( Ag)( I) ×10 =x^2

x =9 ×10 mol

S=9 ×10×Mr(AgI) =9 ×10× =×10 gL

(2) 设AgI的溶解度为tmol·L

AgI(s) = Ag(aq) + I(aq) 平衡浓度 t +t Ksp (AgI)=( Ag)( I) ×10 =x+t)

X =8×10 mol·L S=8×10 Mr(AgI)

-14

-14

-1

-17Ѳ

+

-+

--1

-6

-1-9-9

-9

-17Ѳ

+

-+

--1

-1

-1

-1

-1

-10

-3-3

=×8×10 =×10 gL

(3) 设AgI的溶解度为y mol·L

AgI(s) = Ag(aq) + I(aq) Ksp (AgI)=( Ag)( I) ×10 =(y+y y =×10 S=Mr(AgI)×10 =××10

-15

-15

-15

-17Ѳ

+

-+

--1

-11

-1

-14

-1

= ×10 gL

15.某化工厂用盐酸加热处理粗CuO的方法制备Cucl2,每100ml所得的溶液中有0.0558g Fe杂质。该厂采用Fe氧化为Fe在调整PH使Fe以Fe(OH)3沉淀析出方法出去铁杂质。请在KmnO4,H2O2,NH3·H2O,Na2CO3,ZnO,CuO等化学品中为该厂选出合适的氧化剂和调整PH生物试剂。并通过计算说明

(1)为什么不用直接沉淀出Fe(OH)2的方法提纯Cucl2 (2)该厂所采用去除杂质方法的可行性。

3+

3+

2+

2+

-12

解:为了不引新的杂质,氧化剂选用H2O2。调整PH的试剂选用CuO

(1)查表得 Ksp(Fe(OH)2)=×10>Ksp(Cu(OH)2)=×10 同属于AB2型,当(Fe)与(Cu)近似相等时,增大溶液的PH,可以使Cu也被沉淀

(2)当溶液中C(Fe)<10 mol·L 可当做已去除 Fe(OH)3 = Fe + 3OH 平衡浓度 10 x

Ksp1=C(Fe)C(OH)^3 =10

-5

3+

--5 3+

-3+

-5

-1

2+

-20

2+

2+-17

x^3=×10

-12

-39

X =×10

Cu(OH)2 = Cu + 2OH 平衡浓度 y ×10 Ksp2=C(Cu)C(OH)^2

=×10 )^2y=×10 y=512 mol·L

若所得溶液中C(Cu)= mol·L ,则Cu(OH)2 开始沉淀的OH浓度为C(OH)=×10 mol·L

16.将的 mol·L Cd(NO3)2溶液加入到1.0L的 mol·L 氨水中,将生成Cd(OH)2还是[Cd(NH3)4]通过计算说明 解:由题意的;氨水相对于Cd(NO3)2是过量的 C(Cd)=10-3 mol·L Ksp=×10-15

2+

-1

2+

-1

-1

---10

-1

2+

-1

-1

-12

-20

2+

--12

2+

-

NH3·H2O = NH + OH 起始浓度 5 0 0 平衡浓度 5-x x x Kb(NH3·H2O)=C(NH4)C(OH)=x^2/(5-x)=×10-5 解得: x= mol·L

K(Cd(OH)2)=C(OH)C(Cd)=×10=9×10

K([Cd(NH3)4])= C(Cd)C(NH4)=10×()^2=×10 K([Cd(NH3)4])> K(Cd(OH)2)>Ksp 由此可见Cd(NH3)4比Cd(OH)2 更易沉淀

17.已知反应:Cu(OH)(+4NH(=[Cu(NH3)4](aq)+2OH 2s)3aq)(aq)

(1)计算该反应的在298K下的标准平衡常数

(2)估算Cu(OH)L 氨水中的溶解度(mol·L ) 2在 mol·解:(1)由题意得KѲ=C([Cu(NH3)4])C(OH)^2/C(NH3)^4 = C([Cu(NH3)4])C(OH)^2C(Cu)/(C(NH3)^4C(Cu)) =Kf[Cu(NH3)4]Ksp (Cu(OH)2) =×10××10 =×10

(2)设Cu(OH)2在氨水中的溶解度为x mol·L

Cu(OH)(+4NH(=[Cu(NH3)4](aq)+2OH 2s)3aq)

(aq)

2+

--1

-812

-20

Ѳ

2+2+

-2+

2+

2+

--1

-1

2+

-2+

2+2+

2+

+

-3

-2

2

-2+

-3

-8

-1

Ѳ

+

-

+

4

-

平衡浓度 6 x

x

K=([Cu(NH3)4])C(OH)^2=×10=x(2x)^2/64 解得 x=×10 mol·L

12.某溶液中含有Pb 和Zn ,两者的浓度均为 mol·L ;在室温下通入H2S(g)使之成为H2S饱和溶液,并加Hcl控制S浓度。为了使PbS沉淀出来,而Zn仍留在溶液中,则溶液中的H+浓度最低是多少此时溶液中的Pb是否被沉淀完全

解:若要有PbS沉淀,则必须满足J(PbS)>Ksp(PbS) 查表得 Ksp=3×10 KspѲ=2×10 锌则要J(ZnS)<= Ksp

Ѳ

Ѳ

-7

-2

Ѳ2+

2-2+

2+

2+

-1

-2

-1

Ѳ

2+

-8

(ZnS)

+

2+

ZnS + 2H = Zn + H2S J=C(Zn) C(H2S)/C(H) < Ksp(ZnS)=2×10 × C(H) =2×10 解得 x= mol·L

若Pb 被沉淀完全,则所剩量应小于10mol·L PbS + 2H = Pb + H2S 起始浓度

+

2+

2+

-5

-1

-1+ 2

-2

2+

+ 2

Ѳ

-2

平衡浓度 x K= = 3×10

解得 x=×10 mol·L <10mol·L 19.某溶液中含有Ag,Pb,Ba,Sr,各种离子浓度均为

-1

+

2+

2+

2+

-6

-1

-5

-1

Ѳ

2

-7

mol·L 如果逐滴加入K2CrO4稀溶液,通过计算说明上述多种离子的铬酸盐开始沉淀的顺序

解:由题意得 Ag2CrO4 = 2Ag + CrO4 PbCrO4 = Pb + CrO4 BaCrO4 = Ba + CrO4 SrCrO4 = Sr + CrO4 Ksp(Ag2CrO4)=C(Ag)C(CrO4)→C(CrO4)= KspѲ(Ag2CrO4)/ C(Ag)

=×10/ =×10 同理得

C(CrO4)=Ksp(PbCrO4)/C(Pb)=×10/=×10 C(CrO4)=Ksp(Ag2CrO4)/C(Ba)=×10/=×10 C(CrO4)=Ksp(Ag2CrO4)/C(Sr)=×10/=×10 顺序应是Pb,Ag,Ba,Sr

20.某溶液中含有mol·L Li 和·L Mg ,滴加NaF溶液,那种离子先被沉淀出来当第二种沉淀析出时。第一种被沉淀的离子是否完全沉淀两种离子有无可能分离开

-1

+

-1

2+

2+

+

2+

2+

2-Ѳ

2+

-5

-4

2-Ѳ

2+

-10

-9

2-Ѳ

2+

-13

-12-10-12

+2Ѳ

+2

2-2-2+

2-2+

2-2+

2-+

2-

解:检表得Ksp(LiF)=×10 Ksp(MgF2)=×10 C(F)= Ksp(LiF)/C(LI)=×10/=×10 mol·L C(F)=( Ksp(MgF2)/C(Mg))^=×10/^=×10 mol·L 由此可知,Mg 先析出

(2)当Li 开始沉淀时C(F)=×10 mol·L 此时 C(Mg)= Ksp(MgF2)/ C(F) =×10 mol·L 22.如果用Ca(OH)溶液来处理MgCO3,使之转化为Mg(OH)

2

2

2+

Ѳ

-2

-7

-1

+

--2

-1

2+

2+

-11

-3

-1

+

-3

-2

-1

Ѳ-3Ѳ-11

沉淀,这一反应的标准平衡常数是多少若在(OH)2溶液中

-1

溶解 mol·L MgCO3,则Ca(OH)2的最初浓度应为多少 解:由题意得(1)Ca +2OH + MgCO3=CaCO3 + Mg(OH)

2

2+

-

2-2+

2+

-2

2-2+

K= C(CO3) C(Mg )/(C(Ca )C(OH) C(CO3)C(Mg)) =Ksp(MgCO3)/( Ksp(Mg(OH)2)Ksp(CaCO3)) =×10/×10 ××10 ) =×10

(2)设Ca(OH) 最初浓度至少应为x mol·L C(MgCO3) = mol·L

Ca +2OH + MgCO3= CaCO3 + Mg(OH)2

起始浓度 x 2x 0 0 0 平衡浓度 2() K=1/(×2×)= ×10

Ѳ

14

2+

-

-1

2

-1

14-6

-12

-9

Ѳ

Ѳ

Ѳ

Ѳ

解得 x= mol·L

4. 完成并配平下列在酸性溶液中所发生反应的方程式 (2)PH4 (aq) + Cr2O7 → P4(s) +Cr( aq) 解:电对 PH4 / P4 Cr2O7 / Cr 氧化反应:4 PH4 - 12e = P4 +16H

还原反应:Cr2O7 + 14 H =2 Cr +7H2O -6 e 4 PH4 +2 Cr2O7+ 12 H =4 Cr +14H2O + P4 其原电池可表示为:

(-)Pt| PH4 / P4 || Cr2O7 ,Cr |Pt(+) (3)As2S3(s) + clO3(aq) → cl(aq)+H2AsO4+SO4 (aq)

解:电对 As2S3 / H2AsO4 As2S3 / SO4 clO3/ cl 氧化反应:20 H2O+ As2S3 =2 H2AsO4 +3 SO4 +3OH- +28 e

还原反应:6 H + clO3= cl +3H2O-6 e

18 H2O+3 As2S3 + 14clO3=6 H2AsO4+9 SO4 +14 cl +24 H 器构成的原电池可表示:

(-)Pt| As2S3 | H2AsO4,SO4 || clO3,cl |Pt(+) (6)CH3OH(aq) + Cr2O7(aq)→CH2O(aq)+ Cr (aq)

2-3+

-2-----2--+

+

-----2--2------

2-+

2-3+

+

2-+

3+

2-+

3+

-

+

-

+

+

2-3+

+

2-3+

-1

电对:CH3OH/ CH2O CrO / Cr 氧化反应:CH3OH-2 e = CH2O+2 H

还原反应:14 H + Cr2O7=2 Cr +7H2O-6 e 3 CH3OH+8 H + Cr2O7=2 Cr +3 CH2O+7H2O 其构成原电池可表示为:

(-)Pt| CH3OH,CH2O,|| Cr2O7,Cr|Pt(+) (7)PbO2(s)+Mn(aq)+ SO4 (aq)→ PbSO4(s)+MnO(aq)

氧化反应:4 H2O+ Mn = MnO+8 H +5e 还原反应:PbO2+ SO4 + 4H = PbSO4+2 H2O-2 e 5 PbO2+5 SO4 +2 Mn +4 H =5 PbSO4+2 MnO+2 H2O 构成原电池表示:

(-)Pt| Mn ,MnO|| PbO2| PbSO4|Pt(+)

4.完成并配平下列在碱性溶液中所发生反应的方程式 (1)N2H4 (aq)+Cu(OH)2 (s)→N2 (g)+Cu(s) 氧化反应:4OH- + N2H4 = N2 +4 H2O+4 e 还原反应:Cu(OH)2 +2 e =Cu+2 OH- 2 Cu(OH)2 + N2H4 =2Cu+ N2 +4 H2O

(3)CrO4(aq)+CN(aq)→CNO(aq)+Cr(OH)3(s) 氧化半反应:2OH+CN=CNO+H2O+2e 还原半反应:4H2O+CrO4= Cr(OH)3+5OH3e3X1 2OH+CN=CNO+H2O+2e

----2-—

-

----2---

--2+

4-2-2+

+

4-2-+

-2+

4-+

-2+

2-4-2-3+

+

2-3+

+

2-3+

--+

2-27

3+

2X1 4H2O+CrO= Cr(OH)3+5OH3e

2--

2-4

—-

5H2O+3CN-+2CrO4=3CNO+2Cr(OH)3+4OH

-2-

-

(5)Ag2S(s)+Cr(OH)3(s)→Ag(s)+HS(aq)+CrO4(aq) 氧化半反应:5OH+Cr(OH)3=CrO4+4H2O+3e 还原半反应:H2O+Ag2S+2e=2Ag+HS+OH 2×1 5OH+Cr(OH)3=CrO4+4H2O+3e 3×1 H2O+Ag2S+2e=2Ag+HS+OH

7OH-+3Ag2S+2Cr(OH)3=2CrO4+6Ag+3HS+5H2O (6)CrI3(s)+Cl2(g)→CrO4(aq)+IO4(aq)+Cl(aq) 氧化半反应:32OH+CrI3=CrO4+3IO4+16H2O+27e 还原半反应:Cl2+2e+2Cl

2X1 32OH+CrI3=CrO4+3IO4+16H2O+27e 27X1 Cl2+2e+2Cl

64OH+2CrI3+27Cl2=2CrO4+6IO4+54Cl+32H2O (7)Fe(CN)64-(aq)+Ce4+(aq)

Ce(OH)3(s)+Fe(OH)3(s)+CO3(aq)+NO(aq)

氧化反应:75OH+Fe(CN)6=Fe(OH)3+6CO3+6NO3+36H2O+61e 还原反应:3OH+Ce+e=Ce(OH)3

75OH+Fe(CN)6=Fe(OH)3+6CO3+6NO3+36H2O+61e +61X1 3OH+Ce+e=Ce(OH)3

258OH+Fe(CN)6+61Ce=61Ce(OH)3+Fe(OH)3+6CO3+6NO3+36H2O (8)Cr(OH)4(aq)+H2O(aq)→CrO4(aq)+4H2O(l)

-2--4-4+

2---4+

--4-2----4+

--4-2---2---2------2-2-----2-2--2-2--2------2------2--

氧化半反应:4OH+Cr(OH)=Cro4+4H2O+3e 还原半反应:H2O2=2OH-3e 2X1 4OH+Cr(OH)4=Cro4+4H2O+3e 3X1 H2O2=2OH-3e

2OH+3H2O2+2Cr(OH)4=2CrO4+8H2O

5. 计算下列原电池的电动势,写出相应的电池反应。 (1)Zn|Zn mol·L )||Fe ( mol·L )|Fe 检表得 EѲ(Fe/ Fe)= EѲ(Zn/Zn)= EѲ= EѲ(Fe/ Fe)- EѲ(Zn/Zn)=()v=

电池反应: Fe + Zn = Fe + Zn

E= EѲ(C(Zn)/C(Fe)) = =

(2)Pt|Fe mol·L ),Fe ·L )||cl mol·L )|cl2 (PѲ)|Pt

电池反应: 2 Fe + cl2 =2 Fe +2 cl-

3+2

3+2

2+2

2+

3+

2+

-1

3+

-1

--1

2+

2+

2+

2+

2+

2+

2+

2+

2+

-1

2+

-1

-------2----

-

-4

2--

E=EѲlg(C(Fe)C(Fe)/(C(Fe)P(cl2))) =(EѲ(cl2/ cl-)-EѲ(Fe/ Fe))×lg(×4/(^2×1))/2 =(×4/(^2×1))/2

3+

2+

=

(3)Ag|Ag mol·L )||Ag mol·L )|Ag

电池反应: Ag + Ag = Ag + Ag

E= EѲ(C(Ag)产物/C(Ag)反应物)/2 =0+ =

6. 某原电池中的一个半电池是由金属钴浸在 mol·L Co 溶液中组成的;另一半电池由铂(Pt)片浸在 mol·L cl

-1

--1

2+

+

+

+

+

+

-1

+

-1

的溶液中,并不断通入cl2(P(cl2))=组成。测得其电动势;钴电极为负极。回答: (1)写出电池反应方程式

(2)有附表查的EѲ(cl2/cl-),计算EѲ(Co/Co) (3)P(cl2)增大时,电池电动势将如何变化

(4)当Co浓度为 mol·L ,其他条件不变时,电池的电动势是多少

解:(1) Co + cl2 = Co + 2 cl-

(2)EѲ(Co/Co)=EѲ(cl2/ cl-)-EѲ = = (3)P(cl2)增大,平衡向右移,J增大 由E=EѲ-RT/ZF 可知 E将增大

2+

2+

2+

-1

2+

(4)E=EѲlg(C(cl-)C(Co)/ P(cl2)) =((1×)/1)/2 =

9.根据各物质相关的标准电极电势,判断下列反应能否发生;如果能反应。完成并配平有关反应方程式

(1)Fe(aq)+I(aq)→

EѲ=EѲ(Fe/ Fe)- EѲ(I2/ I) =()V =>0 因此可以反应

2Fe (aq)+2 I(aq)=2 Fe (aq)+ I2 (s) (2)Fe(aq)+H2S(aq)→ EѲ=EѲ(Fe/ Fe)- EѲ(S/ H2S) = =

能反应 2 Fe(aq)+H2S(aq)=2 Fe(aq)+S(s)+2H (3)Fe(aq)+Cu(s)→

EѲ=EѲ(Fe/ Fe)- EѲ(Cu/ Cu) = =>0

能反应 2Fe(aq)+Cu(s)=2Fe(aq)+ Cu(aq) (4)Cr2O7(aq)+Fe(aq)→ EѲ=(Cr2O7/ Cr)- EѲ(Fe/ Fe) =()>0

2-3+

3+

2+

2-2+

3+

2+

2+

3+

2+

2+

3+

3+

2+

+

3+

2+

3+

3+

-2+

3+

2+

-2+

-

22+

能反应 CrO(aq)+6Fe(aq)=6 Fe(aq)+ Cr(aq)+7H2O(l)

(5)MnO4(aq)+H2O2(aq)→

EѲ=EѲ(MnO4/ Mn)- EѲ(O2/ H2O2) =()V>0

-2+

-

2-27

2+2+3+

能反应 2 MnO4(aq)+5H2O2(aq)+6H(aq)=2 Mn(aq)+5 O2(g)+8H2O(l)

(6)S2O8(aq)+Mn(aq)→

EѲ=EѲ(S2O8/SO4)- EѲ(MnO4/ Mn)

=能反应 5S2O8(aq)+2Mn(aq)+8 H2O(l)=10 SO4(aq) +2 MnO4(aq)+16H+(aq)

(7)[Fe(CN)6](aq)+Br2(l)→

EѲ=EѲ(/)- EѲ([Fe(CN)6]/[Fe(CN)6])EѲ(Br2/Br)

=(+)V>0

能反应 2[Fe(CN)6](aq)+Br2(l) =2[Fe(CN)

3--6

4--4-3-4-2--2-2+

2-2--2+

2-2+

-+2+

](aq) +2 Br(aq)

(NH3)e = Cucl +4NH3;由Kf(Cu(NH3)4 +cl- +

2+

2+

Ѳ

4

) Ksp(Cucl)E(Cu/CU),如何求得E(Cu(NH3)

ѲѲ2++Ѳ

2+4

/ Cucl)

解:由题意的 查表可得Kf(Cu(NH3)4)=×10 Ksp

Ѳ

2+

12

Ѳ

(Cucl)=×10 E(Cu/CU)=

E(Cu(NH3)/ Cucl)= E(Cu/CU)((Ksp(Cucl))/ 4

Ѳ

2+

Ѳ

2+

+

Ѳ

-7Ѳ2++

(Kf(Cu(NH3)4)))/Z

=(×10=

11.已知某电池反应:

3+

-7

Ѳ2+

××10

12

))

3HclO2(aq)+2Cr(aq)+4H2O(l)→3HclO(aq)+Cr2O72-(aq)+8H+(aq) (1) 计算该原电池的EѲ

-1

-1

(2) 当PH=,(Cr2O72-)= mol·L C(HclO2)= mol·L C(HclO)=

mol·L 测定原电池的电动势E=,计算C(Cr)

(3) 计算25℃下电池反应的标准平衡常数

(4) Cr2O72-是橙红色 ,Cr是绿色的 。如果的 mol·L HclO2 溶液

与 mol·L Cr(NO3)3溶液混合,最终溶液(PH=0)为何种颜色

-1

3+

-1

-1

3+

解:由题意的

3+

3HclO2(aq)+2Cr(aq)+4H2O(l)→3HclO(aq)+Cr2O72-(aq)+8H+(aq)

EѲ= EѲ(HclO2/ HclO)- EѲ(Cr2O72-/ Cr) = =

(2)E= EѲ(C(HclO)C(Cr2O72-)C(H+)/(C(HclO2)C(Cr)))/Z

3

8

3

2

3+

3

设C(Cr)=x mol·L

则有=(^3)××1/((^3)x^2)) 解得x=×10 mol·L (3)lgKѲ=nEѲ/ =6× =

解得KѲ=×10

(4)因为KѲ>1,所以该反应较完全。同时HclO2过量,所以溶液有Cr2O72-存在,所以呈橙红色

12.已知某原电池的正极是氢电极(P(H2))=,负极

的电极是恒定的。当氢电极中PH=时,该电池的电动势为,如果氢电极中所用的溶液改为未知C(H+)的缓冲溶液,又从新测得原电池的电动势为。计算该缓冲溶液的H+浓度和PH。若缓冲溶液中C(HA)=C(A-)= mol·L ,求该弱酸的解离常数

解:E(H+/ H2)= =× =

E1 =E1(H+/ H2)-E(-) =(-) =

E(-) =

-1

34-10

-1

3+-1

E2=E2(H+/ H2)-E(-) = E2(H+/ H2)-() =

E2(H+/ H2 )= PH2 = C(H+)=×10 mol·L

KaѲ(HA)=C(H+)C(A-) =×10×1 =×10 14.已知下列原电池

(a)Tl|Tl ||Tl,Tl|Pt (b)Tl|Tl ||Tl,Tl|Pt (c)Tl|Tl||Tl|Tl

EѲ(Tl / Tl)= ; EѲ(Tl / Tl)=; EѲ(Tl / Tl )= (1) 写出个电池反应。并分别指出反应方程式式中转移的

电子数Z;

(2) 计算各电池的标准电动势EѲ (3) 计算各电池反应的△rGmѲ及KѲ 解:(1)(a)2 Tl+ Tl=3 Tl 转移2e (b)2 Tl+ 3Tl =3Tl + Tl

2 Tl+ Tl =Tl 转移6e

(c)3Tl+ Tl=3 Tl + Tl

3+

+

3+

+3+

+

3+

3+

+

+

3+

3+

+

+

3+

3+

3+

+

+

3+

+

-4-4

-4

-1

2Tl+ Tl=3 Tl 转移3e (2)EѲ(a)=EѲ(Tl,Tl) - EѲ(Tl,Tl) =()V =

EѲ(b)=EѲ(Tl,Tl) - EѲ(Tl,Tl) 3+

+

3+

3+

+

+

3++

= =

EѲ(c)=EѲ(Tl3+

,Tl) - E =()V =

(3)△rGm1Ѳ=-n1F EѲ(a) =-2×96485× =×10^5 =-312KJmol-1

lgKѲ=n EѲ/ =2× = KѲ=×10^54

△ rGm2Ѳ=-n2F EѲ(b) = -6××96485 =-312KJ mol-1

lgKѲ=n EѲ/

=6×

Ѳ(Tl+

,Tl) = KѲ=×10^54

△ rGm3Ѳ=-n3F EѲ(c) =-3×96485× =-312 KJ mol lgKѲ=n EѲ/

=3× = KѲ=×10^54

-1

已知Kf(Fe(biFy)3)= , Kf(Fe(biFy)3)= ,其他数据查附表。

(1) 计算EѲ(Fe(biFy)3/ Fe(biFy)3)

(2) 将cl2通入[Fe(biFy)3]溶液中,cl2能否将其氧化写

出反应方程式,并计算25℃下该反应的标准平衡常数KѲ;

(3) 若溶液中[Fe(biFy)3]的浓度为·L,所通过cl2的

压力始终保持,计算平衡的溶液中的各离子浓度 解:(1)查表得EѲ(Fe/Fe)=

EѲ(Fe(biFy)3/ Fe(biFy)3)= EѲ(Fe/Fe)(Kf(Fe(biFy)3)/ Kf(Fe(biFy)3))

2+

Ѳ

3+

3+

2+

3+

2+

Ѳ

3+

2+2+

-1

2+3

2+

Ѳ2+Ѳ3+

=() =

(2)查表得EѲ(cl2/cl-)=> EѲ(Fe(biFy)3/ Fe(biFy)

2+3

3

2+

氧化性cl2>Fe cl2能将其氧化

cl2 +2 Fe(biFy)3 =2 Fe(biFy)3 +2cl- EѲ= EѲ(cl2/cl-)- EѲ(Fe(biFy)3/ Fe(biFy)3) = = lgKѲ=Z EѲ/

=2×

解得 KѲ=×10

(3) cl2 +2 Fe(biFy)3 =2 Fe(biFy)3 +2cl- 反应前

平衡时 x KѲ=()^2/(x)^2=×10

所求为C(Fe(biFy)3)=×10 mol·L C(Fe(biFy)3)= mol·L 20.已知下了电极反应的标准电极电势: Cu(aq)+2e-=Cu(s) ;EѲ= Cu(aq)+e-=Cu(aq) ;EѲ=

(1) 计算反应Cu(aq)+e-=Cu(aq)的KѲ (2) 已知KspѲ(Cucl)=×10,计算反应:

-7

2+

+

2+

+

2+

3+

-1

2+

-9

-1

13

2+

3+

13

3+

2+

2+

3+

Cu(aq)+Cu(s)+2cl-(aq)=2Cucl(s)的标准平衡常数KѲ

解:由题意的EѲ= EѲ(Cu/ Cu)- EѲ(Cu/Cu) = = lgKѲ1=Z EѲ/

=2×()/ 解得KѲ=×10

(2)Cucl(s)= Cu +cl- KspѲ(Cucl)=×10 Cu(aq)+Cu(s)=2 Cu(aq) KѲ1=×10 Cu(aq)+Cu(s)+2cl-(aq)=2Cucl(s) 因此KѲ= KѲ1/(KspѲ(Cucl)^2) =×10 /×10)^2 =×10

21.由附表文中查出酸性溶液中EѲ(MnO4/MnO42),EѲ(MnO4/MnO2),EѲ(MnO2/Mn),EѲ(Mn/Mn) (1)画出锰元素在酸性溶液中的元素电势图 (2)计算EѲ(MnO4/MnO2)和EѲ(MnO2/Mn)

(3)MnO4是否歧化写出相关的反应式,并计算该反应的△rGmѲ与KѲ,还能有那些物种能歧化

解:(2)EѲ(MnO4/MnO2)=【3 EѲ(MnO4/MnO2)- EѲ(MnO4/MnO42)】/2 =(×)/2

--2--2-2-3+

-2+

3+

2+--7-7

-7

2+

2+

+

-7

2+

-7

-7

2+

+

2+

2+

=

EѲ(MnO2/Mn)=2 EѲ(MnO2/Mn)- EѲ(Mn/Mn) =2× = (3)EѲ(MnO4/MnO2 )> EѲ(MnO2/Mn) 所以能歧化反应

3 MnO4+4H+= MnO2+2H2O+2 MnO4 正极电动势EѲ(MnO4/MnO2)= 负极电动势EѲ(MnO4/MnO42)=

EѲ= EѲ(MnO4/MnO2)- EѲ(MnO4/MnO42) = =

2-----2-2--2-3+

3+

2+

3+

2+

lgKѲ=Z EѲ/ △rGmѲ=-ZF EѲ =2× =-2××10^4××10

57

-1

-3

解得KѲ=9×10 =-331KJmol 同理,还能发生歧化反应有Mn

(4)MnO2(s)+4H+(aq)+2e-= Mn (aq)+2H2O(l) 查表得 KspѲ(Mn(OH)2)=×10 Z=2 EѲ(MnO2/ Mn(OH)2)= EѲ(MnO2/Mn) (C(Mn)/C(H+)) =

2+

4

2+

-13

2+

3+

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