第十一章 氧化还原反应

无机化学第三版上册课后习题解答

第十一章 氧化还原反应

1. 用离子电子法配平下列反应式：

（1）PbO2 + Cl- → Pb2+ + Cl2 （酸性介质） （2）Br2 → BrO3- + Br- （酸性介质） （3）HgS + NO3- + Cl- → HgCl42- + NO2 + S （酸性介质） （4）CrO42- + HSnO2- → HSnO3- + CrO2- （碱性介质） （5）CuS + CN- + OH- → Cu(CN)43- + NCO- + S （碱性介质） 解：用离子电子法配平：

（1）PbO2 + Cl- → Pb2+ + Cl2 （酸性介质）

PbO2 + 4H+ + 2e- = Pb2+ + 2H2O （还原） +）2Cl- = Cl2 + 2e- （氧化）

PbO2 + 2Cl- + 4H+ = Pb2+ + Cl2 +2H2O （2）Br2 → BrO3- + Br- （酸性介质）

×5）1Br2 + e- = Br- （还原）

2+）×1）1Br2 + 3 H2O = BrO3- + 5Br- + 6H+ （氧化）

23Br2 + 3H2O = BrO3- + 5Br- + 6H+

（3）HgS + NO3- + Cl- → HgCl42- + NO2↑+ S （酸性介质） ×2）NO3- + 2H+ + e- = NO2 + H2O （还原） +） HgS + 4Cl- = HgCl42- + S + 2e- （氧化）

HgS + 2NO3- + 4Cl- + 4H+ = HgCl42- + 2NO2↑+ S +2H2O

（4）CrO42- + HSnO2- → HSnO3- + CrO2- （碱性介质） ×2）CrO42- + 2H2O + 3e- = CrO2- + 4OH- （还原） +）×3）HSnO2- + 2OH- = HSnO3- + H2O + 2e- （氧化）

2CrO42- + 3HSnO2- + 4H2O + 6OH- = 3HSnO3- + 2CrO2- + 8OH- + 3H2O 整理：2CrO42- + 3HSnO2- + H2O = 3HSnO3- + 2CrO2- + 2OH-

（5）CuS + CN- + OH- → Cu(CN)43- + NCO- + S （碱性介质） ×2）CuS + 4CN- + e- = Cu(CN)43- + S2- （氧化） +） CN- + 2OH- = NCO- + H2O + 2e- （还原）

2CuS + 9CN- + 2OH- = 2Cu(CN)43- + NCO- + H2O +2S2-

2. 用离子电子法配平下列电极反应： （1）MnO4- → MnO2 （碱性介质） （2）CrO42- →Cr(OH)3 （碱性介质） （3）H2O2 → H2O （碱性介质） （4）H3AsO4 → H3AsO3 （酸性介质） （5）O2 → H2O2(aq) （酸性介质） 答：配平过程略。

（1）MnO4- → MnO2 （碱性介质）

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MnO4- + 2H2O + 3e- = MnO2 + 4OH- （2）CrO42-→Cr(OH)3 （碱性介质）

CrO42- + 4H2O + 3e- = Cr(OH)3 + 5 OH- （3）H2O2→H2O （碱性介质）

H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O

（4）H3AsO4→ H3AsO3 （酸性介质）

H3AsO4 + 2H+ + 2e- = H3AsO3 + H2O （5）O2 → H2O2(aq) （酸性介质）

O2 + 2H+ + 2e- = H2O2(aq) 3. 现有下列物质：，K2Cr2O7，CuCl2，FeCl3，I2，Br2，Cl2，F2在一定条件下它们都能作为氧化剂，试根据电极电势表，把这些物质按氧化本领的大小排列成顺序，并写出它们在酸性介质中的还原产物。

还原产物：F-，Mn2+，Cl-， Cr3+，Br-，Fe2+， I-，Cu。

4. 现有下列物质：FeCl2，SnCl2，H2，KI，Li，Mg，Al，它们都能用做还原剂。试根据电极电势表，把这些物质按还原本领的大小排列成顺序，并写出它们在酸性介质中的氧化产物。

5. 就下面的电池反应，用电池符号表示之，并求出298K时的E和ΔrG值。说明反应是否能从左至右自发进行。

（1）1Cu(s) + 1Cl2(1.01325×105Pa) === 1Cu2+(1 mol·dm-3) + Cl-(1 mol·dm-3)

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（2）Cu(s) + 2H+(0.10 mol·dm-3) === Cu2+(0.1 mol·dm-3) + H2(0.9×1.01325×105Pa)

6. 已知电对Ag+ + e-＝ Ag，??= +0.799V，Ag2C2O4的溶度积为3.5×10-11。求算电对

Ag2C2O4 +2 e- ＝ 2Ag + C2O42-的标准电极电势。 解：?Ag2C2O4／Ag=?

?Ag?／Ag+ 0.0592lg[Ag] =?+

?Ag?／Ag+ 0.0592lg (Ksp,Ag2C2O4)

121-112= 0.7999 + 0.0592lg (3.5×10

)

= 0.7999 + 0.0592lg (5.92×10-6) = 0.49(V)

7. MnO42-离子的歧化反应能否进行？已知电对的电极电势为： ?MnO4-/ MnO42-=0.56V， ?MnO42/MnO2=2.26(V) 写出反应式及电池符号。

?-解：?：MnO 0.56 4／A??MnO42- 2.26 MnO2

?2--??右＞?左，MnO4可以歧化为MnO4和MnO2

3 MnO42- + 4H+ = 2MnO4- + MnO2 + H2O 用

8. 今有一种含有Cl-,Br-,I-三种离子的混合溶液，欲使

I-氧化为I2，而又不使Br-, Cl-氧化。在常的氧化剂Fe2(SO4)3和KMnO4中，选择哪一种能符合上述要求。

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解：查得标准电极电势： ? ? ?

?Cl2／Cl??Br2／B?r?I2／I? ??Fe3?／F2?e

??Mn?／OM2?n4

1.3583V 1.085V 0.535V 0.770V 1.491V

按E?=??－??

(?)(?)可知：MnO4-可氧化Cl-,Br-,I-为Cl2,Br2,I2； Fe3+可氧化I-为I2，而不能氧化Cl-和Br-； 所以选Fe2(SO4)3做氧化剂合适，反应如下： 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2（本题最容易出选择题最重要的是简答题，所以要重视）

9. 已知电对H3AsO3+H2O HAsO4+2 H++2e-,??=+0.559V;电对3 I-= I-2+2e-,??=0.535V。算出下列反应的平衡常数：

H3AsO3+ I3-+ H2O = H3AsO4+3I-+2H+ 如果溶液的pH=7，反应朝什么方向进行？

如果溶液中的[H+]=6 mol·dm-3反应朝什么方向进行？ 解：H3AsO3+ I3-+ H2O ＝ H3AsO4+3I-+2H+

2(0.535?0.559)nE?（1）lgK== = －0.81

0.0590.059

?K?= 0.15

K?不大，改变[H+]，反应可改变方向。

（2）pH = 7 即[H+]=10-7mol·L-1

?3?20.0592[H3AsO4][I][H]E =E－lg 2[H3AsO4][I?]3? = (0.535－0.559) －

0.0592lg（1×10-7）2 = －0.024 + 0.414 = 0.39(V) 2E＞0，反应正向进行。 （3）[H+]=6 mol·L-1时

?H3AsO4／H3AsO3= ??H3AsO4／H3AsO30.0592[H3AsO4][H?]2+ lg

2[H3AsO4] = 0.559 +

0.0592lg62 2 共11页 第 4 页 无机化学第三版上册课后习题解答

= 0.60(V)

-由于??H3AsO4／H3AsO3大于?I／I?，故H3AsO3可氧化I，所以反应向左进行。

?210. 已知在碱性介质中?H??／P42PO2?= -1.82V; ?H?／PH32PO2=-1.18V计算电对P4—PH3的标准电极电

势，并判断P4能否发生歧化反应。

11. 利用氧化还原电势表，判断P4是否能发生歧化反应。

(a)2Cu+ ＝Cu+Cu2+ (b)Hg22+ ＝Hg+Hg2+

(c)2OH-+I2 ＝IO-+I-+ H2O (d) H2O+ I2 ＝ HIO+I-+H+

12. 将一个压强为1.013×10Pa的氢电极和一个含有90%氩气，压强1.013×105Pa的氢电极浸入盐酸中后，求此电池的电动势E。

5

解：其中一个为标准氢电极（设[HCl]=1 mol·dm-3）?H?／H= 0.000V。另一个则不是标准氢电

2?极：2H+ + 2e- = H2（PH2）

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