无机及分析化学第八章答案 (2)

第八章 思考题与习题

8-2 判断题 （1）√ （2）× （3）√

8-3 填空题

（1）1.51 ，1.509，MnO 42-，Mn 3+ ； (4) 0.86±0.0592/2；

(5) 5.6×104

； (6) 高锰酸钾， 重铬酸钾， 碘量 ；

(7) H 2SO 4 ，Mn 2+ ， 75~85 ， 自身指示剂 ， 无， 红。 8-4 选择题

1 A ;

2 B ;

3 B ;

4 A ;

5 B ;

6 B ;

7 D ;

8 D ;

9 C ; 10 C ; 11 B ; 12 D. 8-5用离子电子法配平下列电极反应

解 （1）MnO -

4+ 2H 2O + 3e = MnO 2 +4OH - （碱性介质）

（2）CrO -

24+ 4H 2O + 3e = Cr(OH)3 + 5OH - （碱性介质）

（3）H 2O 2+ 2H + + 2e = 2H 2O （酸性介质）

（4）H 3AsO 4+ 2H + + 2e = H 3AsO 3 + H 2O （酸性介质） （5）O 2+ 2H + + 2e = H 2O 2(aq) （酸性介质） 8-6计算题 1.解 ：（1）查表：

φθ(Cl 2/Cl -)=1.358、φθ(Br 2/ Br -)=1.066、φθ(I 2/ I -)=0.536、φθ(Fe 3+/Fe 2+)=0.771、φθ(MnO 4-/Mn 2+)=1.507

2解：

(1) 电极反应： (+)：MnO 2 + 4H + + 2e -=Mn 2+ + 2H 2O ( -)：Cl 2 + 2e -= 2Cl - 或 2Cl - - 2e= Cl 2

如果设计成原电池，则原电池符号为：

（-）Pt | Cl 2（p 1）| Cl - （c 1）|| Mn 2+ (c 2) , H +（c 3）| MnO 2 | Pt (+) (2) 查表得：φθ(MnO 2/Mn 2+)=1.22V φθ(Cl 2/Cl -)=1.36V ，

εө=φθ(MnO 2/Mn 2+)-φθ(Cl 2/Cl -)=1.22-1.36= -0.14<0，在标态下该反应不能正向自发进行。 51086.1298K 73.40592

.036.122.120592.0n 298lgK -⨯=∴-=-⨯==）（，）（）（θ

θθ

ε

(3) 由能斯特方程得：

1.35V

112lg 20.05921.22/)(}/)({lg 20592.0)/Mn (MnO )/Mn (MnO 4

242222=+=+=+++

+

θ

θθϕϕc Mn c c H c

1.30V 12100/100lg 20.05921.36})/c {c(Cl )/p p(Cl lg 2059

2.0)/Cl (Cl )/Cl (Cl 2

2-2

-2-2=+=+=θθθϕϕ

ε = φ(MnO 2/Mn 2+) - φ(Cl 2/Cl -) = 1.35 - 1.30 = 0.05V (> 0) ∆r G m = - nF ε = - 2 × 96500 × 0.05 = -9650 J·

mol -1 = -9.65 kJ·mol -1 (<0) 反应可正向自发。 3（1）Sn 2＋

(0.050 mol·L -1)+ Pb = Pb 2＋

(0.50 mol·L -1)+ Sn ；

解：①原电池符号（-）Pb | Pb 2+(0.50 mol·L -1)|| Sn 2+（0.050 mol·L -1）| Sn (+)

②(V) 0.0100.126)(0.136θ

/Pb

Pb θ/Sn Sn θ22-=---=-=++

ϕϕε

)mol (J 19300.010)(965002Δ1θr -⋅=-⨯⨯-=-=nF εG m θ 459

.010338

.0-0592

.0)010.0-(20592.0lg 338.0-θθ

θ

===×==K n K ε )

mol (J 77200.040)-(965002--Δ(V)

0.040-0.1350.175--(V) 0.135-lg0.50/1.02

0.05920.126-)/(Pb lg 20.0592(V)

0.175-0lg0.050/1.20.05920.136-)/(Sn lg 20.05921m r /Pb Pb /Sn Sn θ

2θ/Pb Pb /Pb Pb θ

2θ

/Sn

Sn /Sn Sn 222222=××===+===+=+==+=+=++++++++nF εG εc c c c ϕϕϕϕϕϕ

③反应自发；所以正反应不自发，逆,0V 040.0<-=ε 反应自发；所以正反应非自发，逆＝,0)mol (J 77201m r >⋅∆-G

反应自发。所以正反应非自发，逆,459.0100.1/050.00.1/50.0)/c

(Sn )/c (Pb θ22c =>===++K c c Q θ

θ （2）Fe 2＋

(1.0 mol ·L -1) + HNO 2(1.0 mol ·L -1)+ H ＋

(1.0 ×10-2 mol ·L -1)= Fe 3＋

(1.0 mol ·L -1) + NO(100 kPa) + H 2O

解：①电极反应：（+）：HNO 2＋H ＋＋e ＝NO ＋H 2O （-）：Fe 3＋＋e ＝Fe 2＋ 或 Fe 2＋- e = Fe 3＋

原电池符号为：

)

Pt(|kPa) NO(100|)L m ol 10(1.0H ),L m ol (1.0HNO ||)L m ol (1.0Fe ),L m ol (1.0Fe |)-(12121213+×+++Pt ②

3

58.3θθθ

1θθm r θ

/Fe Fe θ/NO HNO θ103.8010 3.58

0.0592

0.21210.0592lg )

mol (J 20458-0.212965001--Δ(V) 0.2120.771-0.983-232×===×===××=====++K n εK nF εG εϕϕ

)

mol (J 9071-0.094965001--Δ(V)

0.0940.771-0.865-(V) 0.771(V)

0.8651

1010.0592lg 0.983 }

(NO)/{}

)/(H }{)/(HNO {lg

10.05921-m r /NO HNO θ

/Fe Fe /Fe Fe 2

-θθθ2θ

/NO

HNO /NO HNO 2/Fe 3Fe

223232

2

•=××========×+=+=+

+

++

+++nF εG εp p c c c c θϕϕϕϕϕϕ

③正反应自发；

， 0V 094.0>=ε 所以正反应自发＝－,0mol J 90711m r <⋅∆-G