教材習題解答

1、第八章氧化還原反應和電化學習題解答1回答下列問題。（1）怎樣利用電極電勢來確定原電池的正負極，并計算原電池的電動勢？（2）怎樣理解介質(zhì)的酸性增強，KMnO4的電極電勢代數(shù)值增大、氧化性增強？（3）Nernst方程式中有哪些影響因素？它與氧化態(tài)及還原態(tài)中的離子濃度、氣體分壓和介質(zhì)的關(guān)系如何？（4）區(qū)別概念：一次電池與二次電池、可逆電池與不可逆電池。（5）介紹幾種不同原電池的性能和使用范圍。（6）什么是電化學腐蝕，它與化學腐蝕有何不同？（7）防止金屬腐蝕的方法主要有哪些？各根據(jù)什么原理？【解答】（1）電極電勢值高的電極做正極，電極電勢值低的電極做負極。原電池的電動勢等于正極的電動電勢減去負極的電極

2、電勢。（2）根據(jù)電極反應：由電極電勢的能斯特公式可知，介質(zhì)酸性增強時，H+濃度增大，代數(shù)值增大，電對中MnO4-的氧化性增強。（3）對于電極反應 電極電勢的Nernst方程為：影響電極電勢大小的因素：a）濃度對電極電勢的影響 電對中氧化態(tài)的離子濃度(或氣體分壓)增大時，電極電勢增加；還原態(tài)的離子濃度(或氣體分壓)增大時，電極電勢降低。b）酸度對電極電勢的影響 對于有H+或OH-參加的電極反應，溶液酸度的變化會對電極電勢產(chǎn)生影響，對于沒有H+或OH-參加的電極反應，溶液酸度的變化對電極電勢的影響很小。（4）一次電池是指電池放電到活性物質(zhì)耗盡只能廢棄而不能再生和重復使用的電池。二次電池是指活性物質(zhì)

3、耗盡后，用其他外來直流電源進行充電使活性物質(zhì)再生可重復使用的電池。可逆電池的“可逆”是指熱力學可逆，可逆電池中的任何過程均為熱力學的可逆過程?？赡骐姵乇仨殱M足兩個條件：電極反應和電池反應必須可以正逆兩個方向進行，且互為可逆反應；通過電池的電流必須無限小，電極反應是在接近電化學平衡的條件下進行的。凡是不滿足這兩個條件的電池就是不可逆電池。（5）鋅錳干電池 ：是一次電池，負極為鋅，正極的導電材料為石墨棒，活性材料為二氧化錳，電解質(zhì)為氯化鋅和淀粉的氯化氨水溶液。電池電動勢為1.5 V，適應于間歇式放電場合。鉛蓄電池 ：是最常用的二次電池，正極的活性物質(zhì)是二氧化鉛，負極的活性物質(zhì)是海綿狀鉛，電解液是硫

4、酸水溶液。該電池價格低廉但質(zhì)量大，比能量低，對環(huán)境有一定的污染。鋰電池 ：比能量高，有廣闊的溫度使用范圍，放電電壓平坦。特別適用于心臟起搏器的電源。燃料電池 ：能量轉(zhuǎn)換效率高，電池能長時間運行，且污染小噪音低。這種電池已經(jīng)在航空航天、海洋開發(fā)和通訊電源等方面得到應用。（6）單純由化學作用引起的腐蝕叫做化學腐蝕。當金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，由于電化學作用而引起的腐蝕叫做電化學腐蝕。電化學腐蝕特點是形成腐蝕電池。（7）防止金屬腐蝕的方法主要有：正確選用金屬材料合理設(shè)計金屬結(jié)構(gòu)；電化學保護法，電化學保護法又分為陽極保護法和陰極保護法；覆蓋層保護法；緩蝕劑法。2將下列反應設(shè)計成原電池，以電池符號表示，并

5、寫出正、負極反應（設(shè)各物質(zhì)均處于標準狀態(tài)）。（1）（2）（3）【解答】（1） 正極： 負極：（2） 正極： 負極：（3） 正極： 負極： 3判斷下列反應在298.15K時反應自發(fā)進行的方向。（1）（2）；【解答】（1）假定正向自發(fā)，則：正極： 負極： 假設(shè)成立，正向自發(fā)。（2）假設(shè)正向自發(fā)，則：正極： 負極： 假設(shè)正向自發(fā)不成立，逆反應自發(fā)。4今有一種含、三種離子的混合溶液，欲使氧化為，而又不使、氧化，在常用的氧化劑和中，選擇哪一種才符合上述要求？為什么？【解答】查表得：；由此可知，在常用的和中，選擇符合上述要求。根據(jù)題意，所選電對的電極電勢應在0.535V1.065V之間，只有，所以選擇作為

6、氧化劑。5根據(jù)標準電極電勢確定下列各種物質(zhì)哪些是氧化劑？哪些是還原劑？并排出它們氧化能力和還原能力的大小順序。，【解答】查表得：； ； ； ； 氧化劑氧化能力由高到低：>>>>>還原劑還原能力由高到低：>>>6由標準氫電極和鎳電極組成原電池，若時，電池的電動勢為0.316V，鎳為負極，計算鎳電極的標準電極電勢?！窘獯稹坎楸淼茫赫龢O： 負極： 電池反應：解得：= - 0.2568V7計算下列電池反應在298.15K時的或和或值，并指出反應是否自發(fā)。（1）（2），【解答】（1）假設(shè)反應正向自發(fā)，則：正極： 負極： 正向自發(fā)（2）假設(shè)反應正向自發(fā)，則：

7、正極： 負極： 逆向自發(fā)8在298.15K和pH=7時，下列反應能否自發(fā)進行？計算說明之。（1）（2）【解答】假設(shè)反應正向自發(fā)，則：（1）正極： 負極： ，pH=7，逆向自發(fā)（2）假設(shè)反應正向自發(fā)，則：正極： 負極： ，pH=7，逆向自發(fā)9在298.15K時，有下列反應（1）計算該反應組成的原電池的標準電動勢。（2）計算該反應的標準摩爾吉布斯函數(shù)變，并指出反應能否自發(fā)進行。（3）若溶液的pH=7，而，問反應的是多少？此時反應進行的方向？【解答】首先判斷原電池的正極和負極正極： 負極： （1）（2） 反應能正向自發(fā)（3）pH=7，反應逆向自發(fā)進行10計算下列反應（1）在298.15K時的平衡常數(shù)（2