第4章 氧化还原反应与电化学习题.doc

一、思考题 什么叫原电池？它由哪几部分组成？如何用符号表示一个原电池？ 答案：电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。利用化学反应产生电能的装置,也称为化学电池 但不是所有的电池都属于此类化学电池。 构成原电池的条件电极材料 ： 是由活性物质与导电极板所构成，所谓活性物质是指在电极上可进行氧化还原的物质。两电极材料活性不同，在负极上发生氧化反应；正极上发生还原反应。 电解液 ： 含电解质的溶液。 构成回路 原电池与电解池的比较 原电池 电解池 （1）定义 化学能转变成电能的装置 电能转变成化学能的装置 （2）形成条件 合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路 电极、电解质溶液（或熔融的电解质）、外接电源、形成回路 （3）电极名称 负极 正极 阳极 阴极 （4）反应类型 氧化 还原 氧化 还原 （5）外电路电子流向 负极流出、正极流入 阳极流出、阴极流入 ①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。 ②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。 ③分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。 ④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。有时根据需要可将其改为分子方程式。 用离子-电子法完成并配平下列方程式（必要时添加反应介质）： K2MnO4 + K2SO3 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O NaBiO3 (s) + MnSO4 + HNO3 HMnO4 + Bi(NO3)3 + Na2SO4 + NaNO3 + H2O Cr2O72— + H2O2 + H+ MnO2 + S + H+ Mn2+ + H2SO3 + H2O Zn + NO3－ + H+Zn2+ + NH4+ + H2O Ag + NO3－ + H+ Ag+ + NO + H2O Al + NO3－ + OH－ + H2O [Al(OH)4]－ + NH3 如何用图示表示原电池？ 答案：原电池符号(电池图示)： 书写原电池符号的规则： ①负极“-”在左边，正极“+”在右边，盐桥用“‖”表示。 ②半电池中两相界面用“ ｜ ”分开，同相不同物种用“,”分开，溶液、气体要注明cB，pB 。 ③纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“,”分开 请正确写出下例电池的电池表达式： （1). 2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+ （2). 5Fe2++8H++MnO4-=Mn2++5Fe3++4H2O 电极有哪几种类型？请各举出一例。 答案：1、第一类电极：元素单质(含该元素离子的溶液 2、第二类电极：金属难溶盐(含该盐负离子的电解质溶液； 金属难溶盐(酸或碱溶液 3、氧化还原电极 在同一溶液中存在某离子的氧化态和还原态，它们借助惰性电极作导体，在惰性电极上发生电极反应。 何谓电极电势？何谓标准电极电势？标准电极电势的数值是怎样确定的？其符号和数值大小有什么物理意义？ 答案：电极电势：双电层之间的电势差。标准电极电势：组成电极电势的电对的物质均处于标准态时。 电极电势的应用： 计算原电池的电动势???正极：电极电位代数值较大的电极?负极：电极电位代数值较小的电极?E电池 = E正 — E负 E电池 ——原电池电动势 例：将银棒插入AgNO3中，将铂片插入含有FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液中，并用盐桥联结，组成原电池。已知 判断氧化剂、还原剂的相对强弱 ??Eθ小的电对对应的还原型物质还原性强??Eθ大的电对对应的氧化型物质氧化性强?? 判断氧化还原反应进行的方向??反应自发进行的条件为△rGm＜0??∵ △rGm = –ZFEMF (电池反应)??即 EMF ＞ 0 反应正向自发进行??EMF ＜ 0 反应逆向自发进行 ??△rGm = –ZFE (电极反应)?即 E(+) ＞ E(-) 反应正向自发进行??E(+) ＜ E(-) 反应逆向自发进行  确定氧化还原反应进行的限度??测量各种电极电势时作为参照比较的电极。将被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成电池，测定电池电动势数值，就可计算出被测定电极的电极电势。参比电极必须是电极反应为单一的可逆反应，电极电势稳定和重现性好。通常多用微溶盐电极作为参比电极，氢电极只是一个理想的但不易于实现的参比电极。 原电