4.2　课后习题详解

（一）思考题

1．分别将元素Mn、N在下列两组物质中的氧化数按低到高顺序排列。

（1）

（2）

答：（1）

（2）

2．试分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数。

答：碳的共价键数目均为4；碳的氧化数放在括号内：

3．指出下列各物质中各元素的氧化数。

答：各元素的氧化数依次放在括号内：

4．判断下列氧化还原反应方程式书写是否正确，并把错误的予以改正。

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

答：（1）正确。

（2）错，应为

（3）错，应为

（4）错，应为

（5）正确。

（6）错。应为

5．指出下列各原电池符号的表示式是否正确，并把错误的予以改正。

（1）氧化还原反应：

原电池符号：

（2）氧化还原反应：

原电池符号：

（3）氧化还原反应：

原电池符号：

答：（1）错，应为

（2）错，应为

（3）错，应为

6．氧化还原电对中当氧化型或还原型物质发生下列变化时，电极电势将发生怎样的变化？（1）氧化型物质生成沉淀；（2）还原型物质生成弱酸。

答：（1）电极电势将减小；（2）电极电势将增大。

7．填写下列空白。

（1）下列氧化剂：当其溶液中浓度增大时，氧化能力增强的是______，不变的是______。

（2）下列电对中值最小的是______。

答：（1）氧化能力增强的是：不变的是：

（2）值最小的是

8．下列电对中，若浓度增大，哪种电对的电极电势增大、不变或减小？

答：增大

增大

不变。

9．下列说法是否正确？

（1）由于故与能发生氧化还原反应；

（2）因为电极反应的故的

（3）在氧化还原反应中，若两个电对的值相差越大，则反应进行得越快。

答：（1）、（2）、（3）全错。

10．试用标准电极电势值，判断下列每组物质能否共存？并说明理由。

（1）和

（2）和Cu

（3）和Fe

（4）和（酸性介质）

（5）和

（6）和

答：（1）不能。因为

可发生如下反应：

（2）不能。因为

可发生如下反应：

（3）不能。因为

可发生如下反应：

（4）不能。因为

可发生如下反应：

（5）可共存，都为最低氧化态。

（6）不能。因为

可发生如下反应：

11．回答下列问题：

（1）化学反应的和电池电动势及电极电势值的大小，哪些与化学反应方程式的写法无关？

（2）为何水溶液不能长期保存？

（3）能否用铁制容器盛放溶液？

（4）配制溶液时，为防止被空气中氧所氧化，通常在溶液中加入少许Sn粒，为什么？

（5）铁溶于过量盐酸或过量稀硝酸，其氧化产物有何不同？

（6）为何金属Ag不能从稀或HCl中置换出H₂气，却能从氢碘酸（HI）中置换出H₂气？

答：（1）电池电动势及电极电势的大小与化学反应方程式的写法无关。

（2）H₂S易被空气氧化生成S。

（3）不能，

（4）

（5）铁溶于过量盐酸的产物为溶于过量稀硝酸的产物为

（6）因为而

12．化学试剂厂制备首先用盐酸与铁作用制取FeCl₂溶液，然后考虑到原料来源、成本、反应速率、产品纯度、设备安全条件等因素选择把氧化成的氧化剂。现有双氧水、氯气、硝酸三种候选氧化剂，请问采用哪种为宜？

[提示]：成本：

反应速率：

答：选

13．根据下列元素电势图：

试问：

（1）等离子哪些能发生歧化反应？

（2）在空气中（注意氧气的存在），上述四种元素各自最稳定的是哪种离子？

答：（1）和

（2）

（二）习题

1．指出下列各物质中硫的氧化数。

解：硫的氧化数分别是： （表现氧化数）。

2．用氧化数法配平下列各氧化还原方程式。

（1）

（2）

（3）

（4）

解：（1）

（2）

（3）

（4）

3．用离子-电子法配平下列反应方程式。

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

解：（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

4．将下列氧化还原反应设计成原电池，并写出原电池符号。

（1）

（2）

（3）

解：（1）

（2）

（3）

5．下列物质在一定条件下均可作为氧化剂：

试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据，把上述物质按其氧化能力递变顺序重新排列，并写出它们对应的还原产物。

解：由于

故氧化能力顺序为：

其对应的还原产物为：

6．下列物质在一定条件下均可作为还原剂：

试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据把上述物质按其还原能力递变顺序重新排列，并写出它们对应的氧化产物。

解：由于

故还原能力顺序为：

其对应的氧化产物为

7．根据给定条件判断下列反应自发进行的方向。

（1）标准态下根据值：

（2）实验测知Cu-Ag原电池E值为0.48V，

（3）

解：（1）该反应能自发向左进行。

（2）该反应能自发向左进行。

（3）该反应能自发向右进行。

8．已知：

（1）判断下列反应的方向：

（2）将这两个半电池组成原电池，用电池符号表示该原电池的组成，标明正、负极，并计算其标准电动势。

（3）当氢离子浓度为其他各离子浓度均为时，计算该电池的电动势。

解：（1）该反应能自发向右进行。

（2）原电池的电池符号为

9．写出按下列各反应设计成的原电池符号，并计算各原电池的电动势E（注：浓度单位均为）。

（1）

（2）

解：（1）

（2）

10．求下列情况下在298.15K时有关电对的电极电势。

（1）金属铜放在溶液中？

（2）在上述（1）的溶液中加入固体Na₂S，使溶液中的求？

（3）100kPa氢气通入HCl溶液中？

（4）在1.0L上述（3）的溶液中加入0.10mol固体？

（5）在1.0L上述（3）的溶液中加入0.10mol固体？

（4）、（5）忽略加入固体时引起的溶液体积变化。]

解：（1）

（2）

（3）

（4）　

刚好完全中和，所以

（5）加入的与HCl刚好完全反应生成的

11．已知在298.15K时，下列原电池的电动势为0.436V，试计算的浓度。

解：

12．已知半电池反应：

试计算

解：

13．今有氢电极（氢气压力为100kPa），该电极所用的溶液由浓度均为的弱酸（HA）及其钾盐（KA）所组成。若将此氢电极与另一电极组成原电池，测得其电动势E＝0.38V，并知氢电极为正极，另一电极的E＝－0.65V。问该氢电极中溶液的pH和弱酸（HA）的解离常数各为多少？

解：

故

故

14．计算下列反应在298.15K下的标准平衡常数（）。

解：

15．在和浓度分别为和的混合溶液中加入Fe粉，哪种金属离子先被还原？当第二种离子被还原时，第一种金属离子在溶液中的浓度是多少？

解：

故先被Fe粉还原。当要被还原时，需E（Ag^＋/Ag）＝E（Cu^2＋/Cu）这时

即

解得即当被还原时，在溶液中的浓度为

16．已知反应

（1）开始时和的浓度分别为和求及E值；

（2）计算反应的及值；

（3）求达平衡时溶液中剩余的浓度。

解：（1）

（2）

（3）达平衡时，

平衡时浓度

即

17．已知锰的元素电势图：

（1）求和值；

（2）指出图中哪些物质能发生歧化反应？

（3）指出金属Mn溶于稀HCl或中的产物是还是？为什么？

解：（1）

（2）

（3）是因为反应式为

18．根据铬在酸性介质中的电势图：

（1）计算和

（2）判断在酸性介质中是否稳定。

解：（1）

（2）均不歧化，但

不易被氧化，较稳定。而

所以极不稳定，在酸性介质中极易被空气中的氧气氧化成。