普通化學(xué)習(xí)題與解答(第四章)

1、第四章 電化學(xué)與金屬腐蝕1. 是非題（對(duì)的在括號(hào)內(nèi)填“+”號(hào)，錯(cuò)的填“-”號(hào)） （1）取兩根金屬銅棒，將一根插入盛有0.1溶液的燒杯中，另一根插入盛有1溶液的燒杯中，并用鹽橋?qū)芍械娜芤哼B接起來(lái)，可以組成一個(gè)濃差原電池。 （+） （2）金屬鐵可以置換，因此三氯化鐵不能與金屬銅發(fā)生反應(yīng)。 （-） （3）電動(dòng)勢(shì)E（或電極電勢(shì)）的數(shù)值與電池反應(yīng)（或半反應(yīng)式）的寫(xiě)法無(wú)關(guān)，而平衡常數(shù)的數(shù)值隨反應(yīng)式的寫(xiě)法（即化學(xué)計(jì)量數(shù)不同）而變。 （+）（4）鋼鐵在大氣中的中性或酸性水膜中主要發(fā)生吸氧腐蝕，只有在酸性較強(qiáng)的水膜中才主要發(fā)生析氫腐蝕。 （+）（5）有下列原電池：若往溶液中加入少量溶液，或往溶液中加入少

2、量晶體，都會(huì)使原電池的電動(dòng)勢(shì)變小。 （-）2、選擇題（將所有正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)）（1）在標(biāo)準(zhǔn)條件下，下列反應(yīng)均向正方向進(jìn)行： 它們中間最強(qiáng)的氧化劑和最強(qiáng)的還原劑是 （b）（a） （b）（c） （d） （2）有一個(gè)原電池由兩個(gè)氫電極組成，其中一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)氫電極，為了得到最大的電動(dòng)勢(shì)，另一個(gè)電極浸入的酸性溶液應(yīng)為 （b）（a） （b） （c） （d）（3）在下列電池反應(yīng)中 當(dāng)該原電池的電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，的濃度為 （b）（a） （b）（c） （d） （4）電鍍工藝是將欲鍍零件作為電解池的（ ）；陽(yáng)極氧化是將需要處理的部件作為電解池的（ ） （a，b）（a）陰極 （b）陽(yáng)極 （c）任意一個(gè)極 3、填空

3、題（1）有一種含的溶液，要使被氧化，而不被氧化，則在以下常用的氧化劑中應(yīng)選（ d ）為最適宜。（a）酸性溶液，（b）酸性溶液，（c）氯水，（d）溶液（2）有下列原電池：該原電池得負(fù)極反應(yīng)為（），正極反應(yīng)為（）。（3）電解含有下列金屬離子的鹽類水溶液：。其中（）能被還原成金屬單質(zhì)，（）不能被還原成金屬單質(zhì)。4、根據(jù)下列原電池反應(yīng)，分別寫(xiě)出各原電池中正、負(fù)電極的電極反應(yīng)（須配平）。（1）（2）（3）（4）解：（1）負(fù)極： 正極：（2）負(fù)極： 正極：（3）負(fù)極： 正極：（4）負(fù)極： 正極：5、將上題各氧化還原反應(yīng)組成原電池，分別用圖示表示各原電池。解：（1） （2）（3）（4）6、參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表

4、，分別選擇一種合適的氧化劑，能夠氧化：（1）；（2）；（3）再分別選擇一種合適的還原劑，能夠還原：（a）；（b）；（c）解：合適的氧化劑為： （1）酸化的；（2）；（3） 合適的還原劑為：（1）；（2）；（3）注：本題答案不單一，同學(xué)們可根據(jù)原理自行選擇。7、將錫和鉛的金屬片分別插入含有該金屬離子的溶液中并組成原電池（用圖示表示，要注明濃度）。（1）；（2）； 分別計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)，寫(xiě)出原電池的兩電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式。解：查教材附錄，（1）當(dāng)；時(shí)：故以錫電極做原電池負(fù)極，鉛電極做正極。原電池圖示為：正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池總反應(yīng)式：原電池電動(dòng)勢(shì)： =-0.1262V-（-0.197）V=0

5、.071V（2）當(dāng)；時(shí)：故以鉛電極做原電池負(fù)極，錫電極做正極。原電池圖示為：正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池總反應(yīng)式：原電池電動(dòng)勢(shì)： =-0.1375V-（-0.156）V=0.019V8、求反應(yīng)在298.15K是的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。若將過(guò)量極細(xì)的鋅粉加入溶液中，求平衡時(shí)濃度對(duì)濃度的比值。解： = -0.447V -（-0.7618V）=0.315V故，反應(yīng)進(jìn)行得相當(dāng)完全。9、將下列反應(yīng)組成原電池（溫度為298.15K）：（1） 計(jì)算原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)；（2） 計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變；（3） 用圖示表示原電池；（4） 計(jì)算以及時(shí)原電池的電動(dòng)勢(shì)。解：（1）查閱教材附錄：；。 = 0.771V - 0

6、.5355V = 0.236V（2）（3）原電池圖示： （4）10、當(dāng)pH=5.00，除離子外，其余有關(guān)物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件下，下列反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明之。解： 由反應(yīng)組成原電池。 正極： 負(fù)極：當(dāng)pH=5.00，其他物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件時(shí)：可見(jiàn)，故該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。11、由鎳電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池。若時(shí)，原電池的電動(dòng)勢(shì)為0.315V，其中鎳為負(fù)極，計(jì)算鎳電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。解： 該原電池的圖示為：因?yàn)?所以 又 則12、由兩個(gè)氫電極：和組成原電池，測(cè)得該原電池的電動(dòng)勢(shì)為0.016V。若后一電極作為該原電池的正極，問(wèn)組成該電極的溶液中的濃度的值是多少？解：依題意，原電池應(yīng)為：13

7、、判斷下列氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向（25的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：（1）（2）（3）解：25的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，查閱教材附錄相關(guān)數(shù)據(jù)，得到各對(duì)電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)值，并對(duì)比相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的大小。（1）；反應(yīng)向右進(jìn)行（正向自發(fā)）（2）；反應(yīng)向左進(jìn)行（逆向自發(fā)）（3）；反應(yīng)向右進(jìn)行（正向自發(fā)）14、在pH=4.0時(shí)，下列反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明之（除外，其他物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件下）。（1）（2）解： pH=4.0，其他物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)條件下：（1）反應(yīng)組成原電池：正極：負(fù)極：因，故正反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。（2）反應(yīng)組成原電池：正極：負(fù)極：因，故正反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。15、計(jì)算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和所組成的原電池的標(biāo)

8、準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)。又當(dāng)?shù)润w積的和溶液混合后，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？解：= 0.771V - 0.5355V = 0.236V當(dāng)量溶液等體積混合后，離子濃度均變?yōu)?，?jù)上述計(jì)算，反應(yīng)正向進(jìn)行，溶液由淺黃色轉(zhuǎn)變?yōu)樽攸S色，并（或）由紫黑色碘沉淀析出。16、由標(biāo)準(zhǔn)鈷電極與標(biāo)準(zhǔn)氯電極組成原電池，測(cè)得其電動(dòng)勢(shì)為1.64V，此時(shí)鈷電極為負(fù)極。已知，問(wèn)：（1）標(biāo)準(zhǔn)鈷電極的電極電勢(shì)為多少？（不查表）（2）此電池反應(yīng)的方向如何？（3）當(dāng)氯氣的壓力增大或減小時(shí)，原電池的電動(dòng)勢(shì)將發(fā)生怎樣的變化？（4）當(dāng)?shù)臐舛冉档偷?，原電池的電?dòng)勢(shì)將如何變化？數(shù)值是多少？解： （1）依據(jù)題意，鈷電極為負(fù)極，氯電極為正極：（2）原電池反應(yīng)為：（3）當(dāng)增

9、大時(shí)，增大，原電池電動(dòng)勢(shì)E值增大；當(dāng)減小時(shí)，減小，原電池電動(dòng)勢(shì)E值減小。(4) 當(dāng)?shù)臐舛葹闀r(shí)，原電池的電動(dòng)勢(shì)增加了0.06V。17、從標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)值分析下列反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行？實(shí)驗(yàn)室中是根據(jù)什么原理，采取什么措施，利用上述反應(yīng)制備氯氣的？解： 根據(jù)教材附錄數(shù)據(jù)可知，。，故在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)向左進(jìn)行（正向非自發(fā)）。然而的氧化性受介質(zhì)酸度的影響較大。從電極的半反應(yīng)式：可得出濃度對(duì)其電極電勢(shì)的影響為：即值隨濃度的增大而增大，所以實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸（如）與在加熱條件下反應(yīng)以增加的氧化性；與此同時(shí)，的增加及加熱使降低，均使減小，增加了的還原性，使，反應(yīng)正向進(jìn)行。此外，加熱還可使反應(yīng)速率增加。18、用圖示表示

10、下列反應(yīng)可能組成的原電池，并利用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。解： 原電池圖示為：19、為什么在水溶液中不穩(wěn)定，容易發(fā)生歧化反應(yīng)？25時(shí)歧化反應(yīng)的和分別是多少？（提示：銅的歧化反應(yīng)為）解：歧化反應(yīng)：查教材附錄可知，而可利用與通過(guò)計(jì)算而得：所以 = 0.521V 0.163V = 0.358V > 0可見(jiàn)，在水溶液中不穩(wěn)定，容易發(fā)生歧化反應(yīng)。20、用兩級(jí)反應(yīng)表示下列物質(zhì)的主要電解產(chǎn)物。（1）電解溶液，陽(yáng)極用鎳，陰極用鐵；（2）電解熔融，陽(yáng)極用石墨，陰極用鐵；（3）電解，兩級(jí)都用鉑。解： （1）陽(yáng)極： 陰極： （2）陽(yáng)極： 陰極：（3）陽(yáng)極： 陰極：21、電解鎳鹽溶液，其中。如果在

11、陰極上只要析出，而不析出氫氣，計(jì)算溶液的最小pH值（設(shè)氫氣在上的超電勢(shì)為0.21V）。解： 電解鎳鹽溶液時(shí)，陰極可能發(fā)生的反應(yīng)為：鎳的析出電勢(shì)：氫的析出電勢(shì)：為使氫氣不析出，需滿足，即：則 溶液的最小pH值為1.36。22、分別寫(xiě)出鐵在微酸性水膜中，與鐵完全浸沒(méi)在稀硫酸（）中發(fā)生腐蝕的兩級(jí)反應(yīng)式。解： 鐵在微酸性水膜中發(fā)生吸氧腐蝕，電極反應(yīng)為： 陽(yáng)極： 陰極：鐵浸沒(méi)在稀硫酸發(fā)生析氫腐蝕，電極反應(yīng)為：陽(yáng)極： 陰極：23、已知下列兩個(gè)電池的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)如下：； ； 試從值及能斯特方程，計(jì)算的溶度積。解： 若將兩電極組成原電池：電池總反應(yīng)式為 設(shè)反應(yīng)的平衡常數(shù)為：而；24、銀不能溶于溶液，卻可以溶于溶液，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明之。（提示：溶解反應(yīng)為：，可從及，求出，再判別）解： 設(shè)計(jì)原電池：該原電池總反應(yīng)式為：，反應(yīng)的平衡常數(shù)為又同理，設(shè)計(jì)另一原電池：銀在鹽酸中的溶解反應(yīng)為：因?yàn)?，所以銀不溶于溶液。銀在中的溶解反應(yīng)為：因?yàn)椋糟y能溶于溶液。25、氫氣在鋅電極