北师大《无机化学》第四版习题答案11
北师大《无机化学》第四版习题答案

第十二章 配位平衡12-1 在1L 6 mol ·L -1的NH 3水中加入0.01 mol 固体CuSO 4,溶解后加入0.01 mol 固体NaOH ,铜氨络离子能否被破坏?(K 稳[Cu(NH 3)42+]=2.09×1013,K SP [Cu(OH)2]=2.2×10-20) 解:CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+,则[Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3平衡时: 0.01-x x (6-0.04)+4x1342431009.2)496.5()01.0(])([⨯=+⋅-=+x x x NH Cu K 稳 11910792.3--⋅⨯=L mol x ])([108.3)01.0(10792.3]][[22321922OH Cu K OH Cu sp <⨯=⨯⨯=---+铜氨络离子不能被破坏。
12-2 在少量N H 4S C N 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH 4F 使[F -]=[SCN -]= 1 mol ·L-1,问此时溶液中[FeF 63-]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少?(K 稳[Fe(SCN)3]=2.0×103,K 稳[FeF 63-]= 1×1016)解: ---+=+SCN FeF F SCN Fe 3][6])([363 123163633663336105102101)]([][])([][]][)([]][[⨯=⨯⨯====-----SCN Fe K FeF K SCN Fe FeF F SCN Fe SCN FeF K 稳稳12-3 在理论上,欲使1×10-5 mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水,氨水的最低浓度应达到多少?事实上是否可能达到这种浓度?(K 稳[Ag(NH 3)2+]=1.12×107,K SP [AgI]=9.3×10-17)解: -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233起始浓度 a 0 0达到平衡时 a-2x x x (全部溶解时:101.0-⋅=L mol x )此反应的平衡常数:9177231004.1103.91012.1)(})({--+⨯=⨯⨯⨯=⨯=AgI Ksp NH Ag K K 稳因此: 9221004.1]2[(-⨯=-=x a x K 1310-⋅=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。
无机化学(第四版)课后答案

无机化学课后答案 第13章氢和稀有气体13-1 氢作为能源,其优点是什么?目前开发中的困难是什么? 1、解:氢作为能源,具有以下特点:(1)原料来源于地球上储量丰富的水,因而资源不受限制; (2)氢气燃烧时放出的热量很大;(3)作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水,不会污染环境; (4)有可能实现能量的储存,也有可能实现经济高效的输送。
发展氢能源需要解决三个方面的问题:氢气的发生,氢气的储备和氢气的利用13-2按室温和常压下的状态(气态 液态 固态)将下列化合物分类,哪一种固体可能是电的良导体?BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。
3、解:从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分,主要是利用它们不同的物理性质如:原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。
13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因?4、解:氦、氖、氩、氪、氙,这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。
这主要是由于惰性气体都是单原子分子,分子间相互作用力主要决定于分子量。
分子量越大,分子间相互作用力越大,熔点沸点越来越高。
密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大,而单位体积中原子个数相同。
13-5你会选择哪种稀有气体作为:(a )温度最低的液体冷冻剂;(b )电离能最低 安全的放电光源;(c )最廉价的惰性气氛。
13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH 、HeH +、He 2+粒子存在的可能性。
为什么氦没有双原子分子存在?13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型:(a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、 解: 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形3XeO 三角锥 XeO 直线形13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。
大学《无机化学》第四版_习题答案

无机化学(第四版)答案第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有种含不同核素的水分子?由于3H太少,可以忽略不计,问:不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子?1-2 天然氟是单核素(19F)元素,而天然碳有两种稳定同位素(12C和13C),在质谱仪中,每一质量数的微粒出现一个峰,氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰?1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%,81Br 80。
9163占49。
46%,求溴的相对原子质量(原子量)。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u,已知铊的相对原子质量(原子量)为204。
39,求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m(AgCl):m(AgBr)=1。
63810:1,又测得银和氯得相对原子质量(原子量)分别为107。
868和35。
453,求碘得相对原子质量(原子量)。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量(原子量)相比,有多大差别?1-7 设全球有50亿人,设每人每秒数2个金原子,需要多少年全球的人才能数完1mol金原子(1年按365天计)?1-8 试讨论,为什么有的元素的相对质量(原子量)的有效数字的位数多达9位,而有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字却少至3~4位?1-9 太阳系,例如地球,存在周期表所有稳定元素,而太阳却只开始发生氢燃烧,该核反应的产物只有氢,应怎样理解这个事实?1-10 中国古代哲学家认为,宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质,“元气生阴阳,阴阳生万物”,请对比元素诞生说与这种古代哲学。
1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论,至今仍有许多人对它们的“相生相克”深信不疑。
与化学元素论相比,它出发点最致命的错误是什么?1-12 请用计算机编一个小程序,按1.3式计算氢光谱各谱系的谱线的波长(本练习为开放式习题,并不需要所有学生都会做)。
北师大无机化学第四版下册答案

北师大无机化学第四版下册答案1. 下列关于氢原子结构叙述不正确的是: [单选题] *A. 电子在r<53pm的区域出现的概率密度大B. 电子在r=53pm处出现的概率最大C. 电子在r=53pm处出现的概率密度最大(正确答案)D. 电子在r>53pm的空间出现的概率和概率密度随r的增大都减小2. 下列说法错误的是: [单选题] *A. │Y│2表示电子出现的概率密度B. │Y│2图形与Y图形相比, 形状相同, 但│Y│2图略“瘦”些C. │Y│2在空间分布的图形称为电子云D. │Y│2值一定大于Y值(正确答案)3. 描述一确定的原子轨道(即一个空间运动状态),需用的参数是 [单选题] *A. n,lB. n,l,m(正确答案)C. n,l,m,msD. 只需n4. 下列关于p轨道电子云形状叙述正确的是: [单选题] *A. 球形对称B. 8字形平面C. 极大值在x.y.z轴上的双梨形(正确答案)D. 互相垂直的梅花瓣形5. n=4时m的最大取值为: [单选题] *A. 4B. ±4C. 3(正确答案)D. 06. 对于原子中的电子,下面量子数组容许的是: [单选题] *A. n=3, l=1, m=-1(正确答案)B. n=3, l=1, m=2C. n=2, l=2, m=-1D. n=4, l=-2, m=17. 下列对四个量子数的说法正确的是: [单选题] *A. 电子的自旋量子数是½,在某一个轨道中有两个电子,所以总自旋量子数是1或是0B. 磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道C. 角量子数l的可能取值是从0到n的正整数D. 多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l(正确答案)8. 下列多电子原子中,能量最高的为: [单选题] *A. 3, 2,-2,-1/2(正确答案)B. 2, 0, 0,-1/2C. 2, 1, 1,-1/2D. 3, 1, 1,-1/29. 下列说法错误的是: [单选题] *A. 电子所受屏蔽效应越强,电子能量越低(正确答案)B. 电子的钻穿效应越强,电子能量越低C. 屏蔽效应和钻穿效应的结果引起能级交错D. n值相同,l越小,则钻穿效应越强10. 下面按电离能增加的顺序排列的是: [单选题] *A. C,P,SeB. O,F,Ne(正确答案)C. B,Be,LiD. Li,Na,K11. 第一电子亲和能最大的元素是: [单选题] *A. FB. Cl(正确答案)C. NaD. H12. 为表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成: [单选题] *A. 310B. 3d10C. 3s23p63d2(正确答案)D. 3s23p64s213. 有A、B和C三种主族元素,若A元素阴离子与B、C元素的阳离子具有相同的电子层结构,且B的阳离子半径大于C,则这三种元素的原子序数大小次序是: [单选题] *A. B<C<AB. A<B<C(正确答案)C. C<B<AD. B>C>A14. 下列分子中心原子是sp2杂化的是: [单选题] *A. PBr3B. CH4C. BF3(正确答案)D. H2O15. 下列各组物质沸点高低顺序中正确的是: [单选题] *A. HI>HBr>HCl>HFB. H2Te>H2Se>H2S>H2OC. CH4>GeH4>SiH4D. NH3>AsH3>PH3(正确答案)16. 下列分子中偶极矩为零的是: [单选题] *A. NF3B. NO2C. PCl3D. BCl3(正确答案)17. 已知某元素的序号小于36,此元素失去三个电子后,它的角量子数为2的轨道内电子恰好半充满,此元素序号为:[单选题] *A. 25B. 26(正确答案)C. 27D. 2818. 下列物质熔沸点高低顺序正确的是: [单选题] *A. K2O>CaO>PH3>NH3B. CaO>K2O>PH3>NH3C. K2O>CaO>NH3>PH3D. CaO>K2O>NH3>PH3(正确答案)19. 加热熔化时需要打开共价键的物质是: [单选题] *A. SiO2(正确答案)B. CO2(s)C. MgCl2D. H2O20. 下列各物质化学键中同时存在键和键的是: [单选题] *A. SiO2B. H2SC. H2D. C2H4(正确答案)21. 某元素的+2氧化态离子的核外电子结构为1s22s22p63s23p63d5,此元素在周期表中的位置是: [单选题] *A. d区第四周期ⅦB族(正确答案)B. d区第四周期ⅤB族C. d区第四周期Ⅷ族D. p区第三周期ⅤA族22. 铁原子的价电子构型是: [单选题] *A. 4s2B. 4s24d6C. 3d64s2(正确答案)D. 3s23p63d623. 从中性原子Li、Be、B原子中去掉一个电子,需要大约相同的能量,而去掉第二个电子时,最难的是: [单选题] *A. Li(正确答案)B. BeC. BD. 都一样24. 电子构型相同的阳离子,其极化力最强的是: [单选题] *A.高电荷和半径大的离子B.低电荷和半径大的离子C.高电荷和半径小的离子(正确答案)D.低电荷和半径小的离子25. 在多电子原子中,决定电子能量的量子数为: [单选题] *A.nB. n和l(正确答案)C. n, l, mD. l26. 下列有关元素核外电子排布错误的是: [单选题] *A. Fe(Z = 26):1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2B. Cr (Z=24) :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1C. Cu (Z=29) :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2(正确答案)D. Ca(Z = 20):1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s227. 由分子轨道理论可推断,在下列四种阳离子中最稳定的是: [单选题] *A、N2+B、NO+C、O2+(正确答案)D、Be2+28. 在水分子之间存在的各种相互作用力由强到弱的顺序正确的是: [单选题] *A、氢键>取向力>色散力>诱导力B、取向力>色散力>诱导力>氢键C、氢键>色散力>取向力>诱导力(正确答案)D、氢键>诱导力>取向力>色散力29. 下列离子的电子结构中,未成对电子数等于零的是: [单选题] *A、Cu2+B、Mn2+(正确答案)C、Cd2+D、Fe2+30. 在下列分子或离子中,不含有孤对电子的是: [单选题] *A、H2OB、NH3C、NH4+(正确答案)D、H2S31. 同核双原子分子中,能级相近的两个原子的p轨道可组成的分子轨道数是: [单选题] *A、4B、6(正确答案)C、8D、232. 根据分子轨道理论,下列解释正确的是: [单选题] *A、F2分子中 E (π2 p ) < E (σ2 p )B、O2+离子中不存在双键,键级为2C、N2 分子的稳定性略低于O2+离子的稳定性D、CO+离子中有一个σ单电子键(正确答案)33. 第二周期元素双原子分子中有未成对电子的分子有: [单选题] *A、Be2 ,O2 两种B、N2 ,C2 两种C、B2 ,O2 两种(正确答案)D、Be2 ,C2 两种34. ClO3F分子的几何构型属于: [单选题] *A、直线形B、平面正方形C、四面体形(正确答案)D、平面三角形35. 下列各物质的摩尔质量近乎相等,其中沸点最高的可能是: [单选题] *A、C2H5OC2H5B、CH3CH2CH2SHC、(CH3)2NC2H5D、CH3CH2CH2CH2OH(正确答案)36. 按分子轨道理论,O2分子中最高能量的电子所处的分子轨道是: [单选题] *A、π2 pB、π*2 p(正确答案)C、σ 2 pD、σ *2 p37. 下列分子中属于极性分子的是 : [单选题] *A、CCl4B、CH3OCH3(正确答案)C、BCl3D、PCl538. CH3OCH3和HF分子之间存在的作用力有: [单选题] *A、取向力、诱导力、色散力、氢键B、取向力、诱导力、色散力(正确答案)C、诱导力、色散力D、色散力39. 在Br-CH=CH-Br分子中,C-Br键的轨道重叠方式是: [单选题] *A、s p-pB、s p2-sC、s p2-p(正确答案)D、s p3-p40. 原子轨道之所以要发生杂化是因为: [单选题] *A、进行电子重排B、增加配对的电子数(正确答案)C、增加成键能力D、保持共价键的方向性41. 一个稳定的分子没有价电子在反键轨道上。
北师大无机化学四版习题答案11章卤素

第11章卤素11.l 电解制氟时,为何不用KF 的水溶液?液态氟化氢为什么不导电,而氟化钾的无水氟化氢溶液却能导电?解:由于氟的高还原电位(E F 2/F -=2 . 87V) ,氟遇水时会同水发生反应。
因此,制备单质F 2不能用KF 的水溶液。
电解制氟的反应方程式是:2KHF 2 === 2KF↑+H 2 + F 2↑液态氟化氢不导电,但氟化钾的无水氟化氢溶液能导电,是因为液态氟化氢可同无水氟化钾作用形成KHF 2,该物质可发生强的电离作用,产生正负离子,从而导电。
KHFK + + HF 2-本质上,无水氟化氢是溶剂,氟化钾是溶解于氟化氢的溶质,该体系是非水HF 溶剂(也是类水溶剂)的电解质溶液。
11.2 氟在本族元素中有哪些特殊性?氟化氢和氢氟酸有哪些特性?解:同同族其它元素相比,氟元素的特殊性主要有:( l )除单质外,氟的氧化态呈-l 价,不呈正氧化态(其它卤素有多种氧化态);氟有特别强的氧化性;( 2)氟的电子亲合能比氯小(从氯到碘又逐渐减小)。
( 3 ) F 2 的键能因孤对电子的影响而小于Cl 2 。
( 4 )同其它的HX 在室温时是双原子气体相比,氟化氢是一种由氢键引起的聚合多原子气体(HF )x 。
与同族其它元素的氢化物相比,由于氟化氢分子间存在强的氢键,其熔点、沸点、汽化热和热力学稳定性都特别高。
HF 的高介电常数、低黏度和宽的液态范围,使它是各种类型化合物的一种极好溶剂。
许多M I 、M II 和M III 的离子性化合物在HF 中溶解后由于易离解而得到高效导电的溶液( XeF 2, HSO 3F , SF 6 及MF 6 ( M :Mo 、W 、U 、Re 、Os )在HF 中可溶解但不离解)( 5 )氟化氢的水溶液即氢氟酸。
同其它氢卤酸是强酸相比,氢氟酸的酸性较弱:HF + H 3O ++ F - K 1 2.4~4.7×10-4HF + F 2- K 2 =5~25 与其它弱酸相似,HF 浓度越稀,其电离常数越大。
无机化学(北师大等三校编,第四版,高教版, 2003)习题答案

面向二十一世纪教材北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学编无 机 化 学(第四版,北京: 高等教育出版社, 2003) 习 题 答 案第一章 原子结构和原子周期系1-1根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态:(a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22) (e)Zn(Z=30) (f)As(Z=33) 答:(a)[Ar]4s1(b)[Ne]3s23p1(c)[Ne]3s23p5(d)[Ar]3d54s2(e)[Ar] 3d104s1(f)[Ar]4s24p31-2给出下列原子或离子的价电子层电子组态,并用方框图表示轨道,填入轨道的电子用箭头表示。
(a)Be (b)N (c)F (d)Cl- (e)Ne+ (f)Fe3+ (g)As3+1-3 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何?1-4以下+3价离子那些具有8电子外壳?Al3+、Ga3+、Bi3+、Mn3+、Sc3+答:Al3+和Sc3+具有8电子外壳。
1-5已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为:(a)3s23p5(b)3d64s2(c)5s2(d)4f96s2(e)5d106s1试根据这个信息确定它们在周期表中属于那个区、哪个族、哪个周期。
答:(a)p区,ⅦA族,第三周期 (b)d区,Ⅷ族,第四周期 (c)s区,ⅡA族,第五周期 (d)f区,ⅢB族,第六周期 (e)ds区,ⅠB族,第六周期1-6根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置,推出它们的基态原子的电子组态。
答:Ti位于第四周期ⅣB族,它的基态原子的电子组态为[Ar]3d24s2;Ge位于第四周期ⅣA族,它的基态原子的电子组态为[Ar]3d104s24p2;Ag位于第五周期ⅠB族,它的基态原子的电子组态为[Kr] 4d105s1;Rb位于第五周期ⅠA族,它的基态原子的电子组态为[Kr] 5s1;Ne位于第二周期0族,它的基态原子的电子组态为[He] 2s22p6。
第四版无机化学习题及答案

第一章原子结构和原子周期系1-1根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态:(a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22)(e)Zn(Z=30)(f)As(Z=33)答:(a)[Ar]4s1(b)[Ne]3s23p1(c)[Ne]3s23p5(d)[Ar]3d54s2(e)[Ar] 3d104s1(f)[Ar]4s24p31-2给出下列原子或离子的价电子层电子组态,并用方框图表示轨道,填入轨道的电子用箭头表示。
(a)Be (b)N (c)F (d)Cl-(e)Ne+(f)Fe3+(g)As3+1-3 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何?1-4以下+3价离子那些具有8电子外壳?Al3+、Ga3+、Bi3+、Mn3+、Sc3+答:Al3+和Sc3+具有8电子外壳。
1-5已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为:(a)3s23p5(b)3d64s2(c)5s2(d)4f96s2(e)5d106s1试根据这个信息确定它们在周期表中属于那个区、哪个族、哪个周期。
答:(a)p区,ⅦA族,第三周期(b)d区,Ⅷ族,第四周期(c)s区,ⅡA族,第五周期(d)f区,ⅢB族,第六周期(e)ds区,ⅠB族,第六周期1-6根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置,推出它们的基态原子的电子组态。
答:Ti位于第四周期ⅣB族,它的基态原子的电子组态为[Ar]3d24s2;Ge位于第四周期ⅣA族,它的基态原子的电子组态为[Ar]3d104s24p2;Ag位于第五周期ⅠB族,它的基态原子的电子组态为[Kr] 4d105s1;Rb位于第五周期ⅠA族,它的基态原子的电子组态为[Kr] 5s1;Ne位于第二周期0族,它的基态原子的电子组态为[He] 2s22p6。
1-7某元素的基态价层电子构型为5d36s2,给出比该元素的原子序数小4的元素的基态原子电子组态。
无机化学第四版课后习题答案

= = 0.070
则 = 0.26100 kPa = 26 kPa
平衡时该气体混合物的总压为52 kPa
(2)T不变, 不变。
NH4HS(s)NH3(g)+ H2S(g)
平衡分压/kPa 25.3+
= = 0.070
= 17 kPa
13.解:(1)PCl5(g)PCl3(g)+ Cl2(g)
酸碱中和后:H++ OH-→H2O
c(OH-)=0.045mol·L-1
pH=12.65
3.解:正常状态时
pH=7.35c(H+)=4.5×10-8mol·L-1
pH=7.45c(H+)=3.5×10-8mol·L-1
患病时
pH=5.90c(H+)=1.2×10-6mol·L-1
患此种疾病的人血液中c(H+)为正常状态的27~34倍。
HOAc H++ OAc-
c平/(mol·L-1) 0.078-x x 0.74+x
,x=1.9×10-6,pH=-lgc(H+)=5.72
向此溶液通入0.10molHCl气体,则发生如下反应:
NaOAc + HCl→NaCl + HOAc
反应后:c(HOAc)=0.18mol·L-1,c(OAc-)=0.64mol·L-1
p(Ar) =1103Pa
6.解:(1) 0.114mol;
(2)
(3)
7.解:(1)p(H2) =95.43 kPa
(2)m(H2) = =0.194 g
8.解:(1)=5.0 mol
(2)=2.5 mol
结论:反应进度()的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关,但与反应式的写法有关。
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第十一章电化学基础11-1 用氧化数法配平下列方程式(1)KClO3→KClO4+KCl(2)Ca5(PO4)3F+C+SiO2→CaSiO3+CaF2+P4+CO(3)NaNO2+NH4Cl →N2+NaCl+H2O(4)K2Cr2O7+FeSO4+ H2 SO4 →Cr2(SO4)3+ Fe2(SO4)3+ K2 SO4+ H2O(5)CsCl+Ca →CaCl2+Cs解:(1)4KClO3 == 3KClO4+KCl(2)4Ca5(PO4)3F+30C+18SiO2 == 18CaSiO3+2CaF2+3P4+30CO(3)3NaNO2+3NH4Cl == 3N2+3NaCl+6H2O(4)K2Cr2O7+6FeSO4+ 7H2 SO4 ==Cr2(SO4)3+3 Fe2(SO4)3+ K2 SO4+7 H2O (5)2CsCl + Ca == CaCl2 + 2Cs11-2 将下列水溶液化学反应的方程式先改为离子方程式,然后分解为两个半反应式:(1)2H2O2==2 H2O+O2(2)Cl2 + H2O==HCl + HClO(3)3Cl2+6KOH== KClO3+5 KCl+3 H2O(4)2KMnO4+10 FeSO4+8 H2 SO4== K2 SO4+ 5Fe2(SO4)3+2MnSO4 + 8H2O(5)K2Cr2O7 + 3H2O2 + 4 H2 SO4== K2 SO4 + Cr2(SO4)3 + 3O2 + 7H2O解:(1) 离子式:2H2O2==2 H2O+O2H2O2+2H++2e-==2 H2OH2O2-2e-== O2+2H+(2)离子式:Cl2 + H2O==H++ Cl-+ HClO Cl2+2e-==2 Cl –Cl2 + H2O-2e-==2H+ + 2HClO (3)离子式:3Cl2+6OH-== ClO3-+5Cl-+3 H2O Cl2 +2e-==2 Cl –Cl2+12OH--10e-== 2ClO3-+6H2O (4)离子式:MnO4-+5 Fe2++8 H+ ==5 Fe3++ Mn2+ + 4H2OMnO4-+5 e-+8 H+ == Mn2+ + 4H2O Fe2+-e-== Fe3+(5 离子式:Cr2O72-+3H2O2+8 H+ == 2Cr3++3O2+ 7H2OCr2O72-+ 6e-+14H+ == 2Cr3++ 7H2O H2O2-2e-== O2+2H+11-3. 用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式(1)K2Cr2O7+H2S+H2SO4——K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O(2)MnO42-+H2O2———O2+Mn2+(酸性溶液)(3)Zn+NO3-+OH-——NH3+Zn(OH)42-(4)Cr(OH)4-+H2O2——CrO42-(5)Hg+NO3-+H+——Hg22++NO解:(1)K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4==K2SO4+Cr2(SO4)3+7H2O+3S(2)MnO42-+2H2O2+4H+==2O2+Mn2++4H2O(3)Zn + NO3-+3H2O + OH-==NH3 + Zn(OH)42-(4)2Cr(OH)4-+3H2O2+2 OH==-2CrO42-+8H2O(5)6Hg+2NO3-+8H+==3Hg22++2NO+4H2O11-4 将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号.(1) Zn + 2Ag+ = Zn2+ +2Ag(2) 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+(3) Zn + 2H+ = Zn2+ + H2(4) H2 + Cl2 = 2HCl(5) 3I2 + 6KOH = KIO3 + 5KI + 3H2O11-5 写出下列各对半反应组成的原电池的电池反应、电池符号,并计算标准电动势。
(1)Fe3+ + e- = Fe3+; I2 + 2 e-= 2I-(2) Cu2+ + e- = CuI ; I2 + 2 e-= 2I-(3) Zn2+ + 2 e-= Zn ; 2H+ + 2 e-= H2(4) Cu2+ + 2 e-= Cu ; 2H+ + 2 e-= H2(5) O2 + 2H2O + 4 e- = 4OH - ; 2H2O + 2 e- = H2 + 2OH–11-6 以标准电极电势举例来说明以下说法并非一般规律:元素的氧化态越高,氧化性就越强。
元素的氧化态越低还原性就越强。
氧化剂得到电子越多(氧化态降得越低)氧化性越强。
还原剂失去电子越多(氧化态升得越高)还原性越强。
(提示:考察氮的氧化物和含氧酸之类的价态变化丰富的半反应)。
11-7 通过计算说明,对于半反应H+(10—4mol/L)+ e- = 1/2 H2(g,0.01bar)和半反应2H+(10—4mol/L)+ 2 e- = H2(g,0.01bar)11—8 氧化还原滴定的指示剂在滴定终点时因与滴定操作溶液发生氧化还原反应而变色。
为选择用重铬酸钾滴定亚铁溶液的指示剂,请计算出达到滴定终点([Fe2+]=10-5mol.L-1, [Fe3+]=10-5mol.L-1)时Fe3++e-== Fe2+的电极电势,由此估算指示剂的标准电极电势应当多大。
解:对于Fe3++e-== Fe2+,当[Fe2+]=10-5mol.L-1, [Fe3+]=10-5mol.L-1时,ϕ(Fe3+/ Fe2+)=ϕθ(Fe3+/ Fe2+) +0.0592 Lg[Fe3+]/[Fe2+]=0.770+0.0592⨯Lg10-2/10-5)V=0.948 V反应平衡时,ϕ(Fe3+/ Fe2+)= ϕ(Cr2O72-/ Cr3+)=0.948V11-9 用能斯特方程计算来说明,使Fe + Cu2+= Fe2++ Cu 的反应逆转是否有现实的可能性?解:ΦΘ(Cu+/Cu)=0.345V ,ΦΘ(Fe2+/Fe)=-0.4402V要使反应逆转,就要使ΦΘ(Fe2+/Fe)>ΦΘ(Cu2+/Cu)由能斯特方程得[Fe2+]/[Cu2+]>1026.5=3.2×102611-10 用能斯特方程计算与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度解:设与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度是X,因:反应方程式为:MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑半反应为 : MnO 2+4H ++2e -=Mn 2++2H 2O (正) Cl 2+2e -=2Cl -(负)要使反应顺利进行,须φ(MnO 2/Mn 2+)=φ(Cl 2/Cl -)φθ(MnO 2/Mn 2+)=1.228V ,φθ(Cl 2/Cl -)=1.3583V所以任意状况 φ(MnO 2/Mn 2+)=1.228+0.0592/2 lg[H +]4 φ(Cl 2/Cl -)=1.3583+0.0592/2 lg1/[Cl -]21.228+0.0592/2 lg[H +]4 = 1.3583 +0.0592/2 lg1/[Cl -]2 解得:x=5.4mol.L -1答:与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度是5.4mol.L -1。
11-11 用能斯特方程计算电对H 3AsO 4/H 3AsO 3在 PH=0,2,4,6,8,9时的电极电势,用计算结果绘制PH-电势图,并用该图判断反应 H 3AsO 4+2I -+2H += H 3AsO 3+I 2+2H 2O 在不同酸度下的反应方向。
解:半反应为:H 3A S O 4+2H ++2e -=H 3A S O 3+H 2O (正)I 2+2e -=2 I -(负)由能斯特方程得:ϕ =ϕθ-0.0592PH即 Φ=ΦΟ(H 3A S O 4/H 3A S O 3)-(0.0592/n )m PH若pH=0,则ϕ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)= ϕθ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)Ψ+=ΨΟ+-0.0592⨯0=0.58-0=0.58 V 若pH=2, 则ϕ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)= ϕθ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)-0.0592*2Ψ+=ΨΟ+-0.0592⨯2=0.58-0.1184=0.4616若pH=4, 则ϕ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)=0.56v-0.0592*4v Ψ+=ΨΟ+-0.0592⨯4=0.58-0.2368=0.3432若pH=6, 则ϕ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)=0.56v-0.0592*6vΨ+=ΨΟ+-0.0592⨯6=0.58-0.3552=0.2248=0.22 V若pH=8, 则ϕ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)=0.56v-0.0592*8v Ψ+=ΨΟ+-0.0592⨯8=0.58-0.4736=0.1064=0.11 V若pH=9, 则ϕ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)=0.56v-0.0592*9vΨ+=ΨΟ+-0.0592⨯9=0.58-0.5328=0.0472=0.05 V 若ϕ+ = ϕ-,反应处于平衡,又因为ΨΟ(I 2/I-)=0.535 V 所以此反应逆转的最低 pH 为Ψ+=ΨΟ(I 2/I -) 即ΨΟ+(H 3A S O 4/H 3A S O 3)-0.0592pH=ΨΟ(I 2/I -) 0.58-0.0592pH=0.535 所以pH =0.76 所以pH >>0.76时 ,反应向左进行,即ϕ (I 2/I -)> ϕ(H 3AsO 4/H 3AsO 3)pH 〈0.76时 反应向右进行,即ϕ(H 3AsO 4/H 3AsO 3) >ϕ (I 2/I -)11-12 利用半反应2H ++2e -⇔ H 2 的标准电极电势和醋酸的电离常数计算半反应的标准电极电势。
2HAc+2e -⇔ H 2 +2Ac -解:ϕθ(H+/H2) =0, Ka(HAc) =1.8 ⨯10-5∴ 对于2HAc+2e -⇔ H 2 +2Ac - , ϕθ(HAc /H2)=ϕθ(H+/H2) +20592.0 Lg[H +]2=0.0592⨯ Lg(1.8 ⨯10-5)V=-0.28 V11-13 利用半反应Cu 2++2e-⇔Cu 和Cu (NH 3)42++2e-⇔Cu+4 NH 3的标准电极电势(-0.065V )计算配合反应Cu 2++4 NH 3⇔ Cu (NH 3)42+的平衡常数。
解:以半反应Cu 2++2e-⇔Cu 为正极,Cu+4 NH 3⇔ Cu (NH 3)42++2e-为负极∴总反应Cu 2++4 NH 3⇔ Cu (NH 3)42+即:Eθ=0.345V-(-0.065V )=0.41V LgK θ=n Eθ/0.0592,n=2 ∴ K θ=7.1 ⨯101311-14 利用半反应Ag ++ e-⇔Ag 和AgCL 的溶度积计算半反应AgCL+ e-⇔Ag+CL -的标准电极电势。