无机及分析化学课后习题第十章答案

在给出的4个选项中，请选出1个正确答案。 1. 水溶液中不能大量共存的一组物质为( D ) A. Mn2+ ， Fe3+ B. CrO42- ， Cl- C. MnO4- ， MnO2 D. Sn2+ ， Fe3+

2. 298K，p(O2)=100kPa条件下，O2+4H++4e－=2H2O的电极电势为( D ) A.  /V=/V +(0.0591pH)/V B. /V =/ V –(0.0591V pH)/V C. /V =/V +(0.0148V pH)/V D. /V =/V –(0.0148V pH)/V

3. 电极电势与溶液的酸度无关的电对为（ B ）

A. O2/H2O B. Fe(OH)3/ Fe(OH)2 C. MnO4- /MnO42- D. Cr2O72- /Cr3+

4. 根据(Cu2Cu) = 0.34V , (Zn2Zn) = 0.76V，可知反应Cu+Zn2(1105molL1) = Cu 2 ( 0.1 molL-1 )+Zn在298 K时平衡常数约为( A )

A. 1037

B. 1037 C. 1042

D. 1042

5. 已知Ksp (CuI)< Ksp (CuBr)< Ksp (CuCl)，则 (Cu2+/ CuI)， (Cu2+/ CuBr)，

 (Cu2+/ CuCl)由低到高的顺序为( D )

A.   (Cu2+/ CuI) < (Cu2+/ CuBr) <  (Cu2+/ CuCl) B.   (Cu2+/ CuBr)<  (Cu2+/ CuI) <  (Cu2+/ CuCl) C.  (Cu2+/ CuCl)<  (Cu2+/ CuI) <  (Cu2+/ CuBr) D.   (Cu2+/ CuCl) <  (Cu2+/ CuBr) < (Cu2+/ CuI)

2+θθ6. 根据Cu标准态下能将Cu氧化为Cu、但不能氧0.34V,2320.77V，/CuFe/Fe化Fe2+的氧化剂对应电对的 值应是( C ) A.  <0.77V B.  >0.34V

C. 0.34V< <0.77V D.  <0.34V,  >0.77V

7. 铜元素的标准电势图为 则下面说法正确的是( C )

A. Cu+ 在水溶液中能稳定存在 B. 水溶液中Cu2+与Cu不能共存 C. Cu+ 在水溶液中会发生歧化反应 D. Cu+的歧化产物是Cu2+

8. 在硫酸一磷酸介质中，用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+试样时，其化学计量点电势为0.86V，则应选择的指示剂为( B )

A. 次甲级蓝（ =0.36V） B. 二苯胺磺酸钠（ =0.84V）

C. 邻二氮菲亚铁（ =1.06V） D. 二苯胺（ =0.76V）

9. 某氧化还原指示剂， =0.84V,对应的半反应为Ox+2e-Red,则其理论变色范围为( A )

A. 0.87V～0.81V B. 0.74V～0.94V C. 0.90 V～0.78V D. 1.84V～0.16V

10. 测定维生素C可采用的分析方法是( C )

A. EDTA法 B. 酸碱滴定法 C. 重铬酸钾法 D. 碘量法

二、填空题

1．标出带*元素的氧化数：Na2S4O6 +2.5，(NH4)2S2O8+7，K2Cr2O7+6。

2．原电池中，发生还原反应的电极为 正 极，发生氧化反应的电极为 负 极，原电池可将 电 能转化为 化学 能。 3．用离子电子法配平下列反应式：

(1)CuS(s)+NO3- →Cu2++NO+S 3CuS + 8HNO3=3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO + 4H2O (2)PbO2+Mn+H→Pb+MnO 5PbO2+2Mn2++4H+=5Pb2++2MnO4+2H2O

2+

+

2+

*42--2---MnOMnOMnO424 3MnO+2HO =2MnO + MnO+4OH (3)

4

2

4

2

(4) S2O82-+Mn2+ →SO42-+MnO4- 5S2O82-+2Mn2++8 H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+ (5) Cr(OH)4-+HO2-+OH-→CrO42-+ H2O

- 2Cr (OH)+3HO + 2OH ==2CrO22244+8H2O

（6）KMnO4+H2C2O4+H2SO4→MnSO4+CO2

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4→2MnSO4+10CO2+8H2O+ K2SO4

4．KMnO4 在酸性、近中性、强碱性介质中，还原产物分别为Mn2+ 、MnO2_、MnO42- 5．在FeCl3溶液中，加入KI溶液，有I2生成，在溶液中加入足量NaF后，溶液中的I2消失。

其原因为I被氧化成I2 ，4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。 (Fe/ Fe)大于 (I2/I)，所以

-3+

2+

-

Fe3+能氧化I-，Fe3+与F-形成FeF63-_使溶液中Fe3+的浓度降低，而Fe2+难于形成氟配合物，从而Fe3+的氧化能力降低不能氧化I-。

3+θθ6．由Co321.92V，O/HO1.23V，可知，Co是极强的氧化剂，能将水中氧氧化/Co222为O2，而Co2+在水溶液中很稳定。若在Co2+的溶液中加入NH3，生成的 Co(NH3)6很快被空气氧化为Co(NH3)36。其原因是 配合物的形成降低了电对的电极电位。由此推断

θCo(NH)3236/Co(NH3)632θCo(NH)Co(NH)比O 小 ，比的稳定性 高 。 3636/HO227．用Na2C2O4标定KMnO4溶液时，选用的指示剂是 KMnO4 ，最适宜的温度是 75～85℃ 、酸

度为 开始0．5～1．0 mol·L终点时，溶液中酸的浓度约为0.2～0.5 mol·L ；开始滴定时的速度 要慢，前一滴KMnO4紫红色完全褪去后，再滴加第二滴试

-1

-1

剂 。

8．用重铬酸钾法测Fe2+时，常以二苯胺磺酸钠为指示剂，在H2SO4-H3PO4混合酸介质中进行。其中加入H3PO4的作用有两个，一是 与Fe3+络合成稳定的FeHPO4+，降低Fe3+的电势，增大突跃范围 ，二是 消除Fe3＋的颜色干扰 。

9．称取Na2C2O4基准物时，有少量Na2C2O4撒在天平台上而未被发现，则用其标定的KMnO4溶液浓度将比实际浓度 大 ；用此KMnO4溶液测定H2O2时，将引起 正 误差（正、负）。

10．利用电极电势简单回答下列问题 （1）)HNO3的氧化性比KNO3强； 解：NO3－＋4 H+＋3e－

－

NO＋2H2O  (NO3－/ NO)=0.96V



－

)/c][c(H)/c]40.0591V[c(NO3 (NO3/ NO)＝ (NO3/ NO)＋ lgnp(NO)/ppH＝1.0 c（H+）＝0.10 mol·L-1

0.0591V0.10molL14lg()＝0.88V  (NO3/ NO)＝0.96V＋

31.0molL1－

pH＝7.0 c（H+）＝1.0×10－7 mol·L-1

0.0591V1.0107molL14lg()＝0.41V  (NO3/ NO)＝0.96V＋131.0molL－

计算结果表明，NO3－的氧化能力随酸度的降低而下降。浓HNO3表现出极 强的氧化性，而中性的盐氧化能力很弱。 （2）配制SnCl2溶液时，除加盐酸外，通常还要加入Sn粒 解：加入盐酸防止水解；加入Sn粒以防止Sn2+被氧化

（3）Ag不能HCI溶液中置换出H2，但它能从HI溶液中置换出H2 解：电极反应： AgX +e = Ag+ +X-

已知：  （H/H2）=0

+

 （H+/H2）>  （AgI/Ag）即，银能从氢碘酸中置换出氢气。  （H+/H2）<  （AgCl/Ag）即，银不能从氢碘酸中置换出氢气。 （4）Fe(OH)2比Fe2+更易被空气中的氧气氧化

解：查表θ[Fe(OH)3/Fe(OH)2]=-0.560V，θ（Fe3+/Fe2+）=0.771V

θ（O2/OH-）=0.401V，

-

（O2/H2O）=1.229V

Eθ1=θ （O2/OH）-θ [Fe(OH)3/Fe(OH)2] =0.961V

3+2+

Eθ2= θ（O2/H2O）-θ（Fe/Fe）=0.458V

Eθ1＞Eθ2

所以，Fe(OH)2在碱性介质中更易被氧化。

（5）标准状态下，MnO2与HCl不能反应产生C12，但MnO2可与浓盐酸(10mol∙L-1)作用制取Cl2

解：MnO2＋4HCl = Cl2＋MnCl2＋2H2O 标准状态下，

正极：MnO2＋4H+＋2e = Mn2+＋＋2H2O =1.224V 负极：2Cl-－2e = Cl2 =0.358V

θθEθ =1.224－1.358=－0.134(V)＜0

故标准下，MnO2和HCl反应不能制得Cl2

c(HCl)=10mol/L =1.224＋

0.0591lg104 20.05921lg2 210=1.342(V) =1.358＋

=1.294(V)

＞故用10 molL-1的HCl能制得Cl2。 （6）已知下列元素电势图：

.90V0.80V1.61V1.36VθHg2HgHClOClCl A Hg20 ， 22根据电势图判断哪些物质在水溶液中易发生歧化，写出相应的反应式。若在酸性介质中，使Hg22+转化为Hg(Ⅱ)，应分别采用什么方法，举例说明。

解：Cl2易歧化生成ClO-和Cl-，Cl-和HClO易歧化生成Cl2，Hg和Hg2+易歧化生成Hg22+ 若在酸性介质中，使Hg22+转化为Hg(Ⅱ)，在Hg22+溶液中加入沉淀剂OH-或通入硫化氢，

Hg22＋＋H2S =HgS＋ Hg↓＋2 H＋

Hg22＋＋2 OH-= HgO↓＋Hg↓＋H2O

也可以加入络合剂使Hg2＋离子变成络离子时，Hg22＋也易于发生歧化反应

Hg22＋＋CN- = Hg(CN)2＋Hg

Hg22＋＋4 I-=[HgI4]2-＋Hg （7）已知锰和碘的元素电势图为

写出酸性溶液中，下列条件下KMnO4与KI反应的方程式： ①KMnO4过量；②KI过量。

解：1）KMnO4过量；2KMnO4+6KI+8H+=2MnO2+3I2+4H2O+8K+

2）KI过量；2KMnO4+10KI+16H+=2Mn2++5I2+8H2O+12K+ 四、计算题

1. 根据下列反应设计原电池，写出电池符号，并根据计算298K的E ，K ，rGm。 （1）6Fe2++Cr2O72—+14H+ ＝ 6Fe3++2Cr3++7H2O

解： (Cr2O72－/ Cr3+)＝1.23V， (Fe3+/ Fe2+)＝0.77V

E= (Cr2O72－/ Cr3+)- (Fe3+/ Fe2+)=0.46 V K＝4.18×1046

rGm=- RTlnK=-8.314×298×ln4.18×1046 =-163.0 kJmol-1 （2）Hg2++Hg ＝ Hg22+

θ2解：Eθθ(Hg2/Hg22)(Hg2/Hg)=0.920V-0.7973V=0.1227 V>0

Kθ=1.2×10

2

rGm=- RTlnK=-8.314×298×ln1.2×102 = -11.86 kJmol-1 （3）Fe3++Ag ＝ Ag++Fe2+

解：标态下， (Ag+/Ag)=0.80 V，  (Fe3+/ Fe2+)＝0.77V

= (Ag+/Ag)- (Fe3+/ Fe2+)=0.03 V K＝3.21

rGm=- RTlnK=-8.314×298×ln3.21 =-2. kJmol-1

2．已知：298K时，下列原电池的电动势E＝0.17V，计算负极溶液中H＋的浓度。 (—)Pt，H2(100kPa) | H+(xmol·L－1) || H+(1.0mol·L—1) | H2(100kPa)，Pt(+) 解：电极反应 2H++2e-=H2

c(H+)=1.8×10-6 mol·L-1

3. 已知

(-)Cu|Cu2+(0.10 mol·L-1)‖ClO3-(2.0 mol·L-1),H+(5.0

mol·L-1),Cl-(1.0mol·L-1)|Pt(+),（1）写出原电池反应。（2）计算298K时，电池电动势E，判断反应方向。（3）计算原电池反应的平衡常数Kθ。（θ（Cu2+/Cu）=0.3417V,

θ（ClO3－/Cl－）=1.45V） 解：（1）原电池反应为： （2）298K时， 正极的电极电位为： 负极的电极电位为：

/Cl)(Cu2/Cu)1.495V0.2826V1.212V 电池的电动势为：E(ClO3电池电动势E>0，反应向正反应方向进行 （3）电池的标准电动势为：

θθEθθ(ClO3/Cl)θ(Cu2/Cu)1.451V0.3417V1.109V

nEθ61.109V11.1 所以 lnK0.0591V0.0591Vθ4．已知原电池(-)Ag | Ag+(0.010 mol·L—1) || Ag+(0.10 mol·L－1) | Ag(+)，向负极加入K2CrO4，使Ag+生成Ag2CrO4沉淀，并使c(CrO42—)＝0.10mol·L—1，298K时，E＝0.26V。计算Ksp (Ag2CrO4)。 解：两极的电势表达式均为：

＝＋－－＝0.26 V

-12

Ksp (Ag2CrO4)=1.×10

θ5．根据铬元素电势图：A/VCr2O721.23Cr30.40Cr20.Cr

(1)计算(Cr2O72－/Cr2+)和(Cr3+/Cr)；

(2)判断在酸性介质，Cr2O72—还原产物是Cr3+还是Cr2+?

2-2+3+n（CrO/Cr）n（Cr/Cr）1272（1）  (Cr2O7/Cr)＝

n32-2+

＝

31.23V10.40V

4 ＝0.82V

322+n（Cr/Cr）n（Cr/Cr）2  (Cr/Cr)＝1

n33+

＝

1(0.40)10.V

3 ＝0.43V

（2）在酸性介质，Cr2O72-还原产物是Cr3+ 6．一汞溶液(浓度为c0)与汞组成电极

1A，另一汞溶液(浓度为10c0)与汞组成

电极B，将A、B两电极组成原电池，测其电动势为0.03V(298K)。 (1)写出原电池的电池符号；

(2)判断水溶液中亚汞离子的存在形式是Hg22+，还是Hg+? 解：（1） 原电池符号：(-)Hg | Hg22+( c0 mol·L—1) || Hg22+ (（2）水溶液中亚汞离子的存在形式是Hg22+

7．往0.10mmolAgCl沉淀中加少量H2O及过量Zn粉，使溶液总体积为1.0mL。试计算说明AgCl能否被Zn全部转化为Ag(s)和C1—。 解：查表：Zn2++2e=Zn =-0.763 V AgCl+e=Ag+Cl- =0.222 V

设Zn可完全还原AgCl，则 Zn+2AgCl=Zn2++2Cl-+2Ag

1c0 mol·L－1) | Hg(+)

10c(Zn2+)=0.05 moll-1，C(Cl-)=0.1 moll-1，则： (Zn2+/Zn)= +

0.0591lgc(Zn2+)=-0.801 V 20.05911lg=0.281 V 2c(Cl-)/c(AgCl/Ag)= +

=(AgCl/Ag)- (Zn/Zn)=1.002 V，因此Zn可完全还原AgCl到Ag。 8．计算在1.0mol·L—1HCl溶液中，用Fe3+溶液滴定Sn2+溶液时化学计量点的电势，并计算滴定至99．9％和100．1％时的电势。为什么化学计量点前后，电势变化不相同?滴定时应选用何种指示剂指示终点 ( ’(Fe3+/Fe2+)＝0.68V，’(Sn4+/Sn2+)＝0.14V) ?

解：滴定反应为 2Fe3+ + Sn2+ == 2Fe2+ + Sn4+

spqFe3+2+

/Fe2+θ2Sn4+/Sn2+30.682.0140.32V

3 滴定至99.9%时：

0.059c(Sn4+)0.059lg0.14lg9990.23v 1(Sn4+/sn2+)＋22c(Sn)2θ 1=sp-1=0.32-0.23=0.09 v 滴定至100.1%时：

(Fe3+/Fe2+)0.0591Vc(Fe3)(Fe3+/Fe2+)＋ lg2n1c(Fe) 2=2-sp=0.50-0.32=0.18 v

因此1≠2，这是由于两电对电子转移数不相等，所以计量点前后同样改变0.1%， 电势变化不相同。选用二甲基蓝作为指示剂。

9．用30.00 mL KMnO4恰能完全氧化一定质量的KHC2O4·H2O，同样质量的KHC2O4·H2·L

－1

KOH溶液中和。计算KMnO4溶液的浓度。

解：H2C2O4的Ka1=5.90×10-2, Ka2=6.40×10-5 而Ka1/Ka2<104， ∴H2C2O4的两个H+一起被滴定，形成一个滴定突跃 反应式为：H2C2O4+2KOH＝Na2C2O4+2H2O （1）

据题有：5 H2C2O4+2MnO4+6H＝2Mn+10CO2↑+8H2O（2） 由（1）式得：

m1cKOHVKOH

M(H2C2O4)2-+

2+

由（2）式得：

15cVcKMnO4VKMnO4 故KOHKOH2210．某土壤试样1.000g，用重量法测得试样中Al2O3及Fe2O3共0.500 0g，将该混合氧化物用酸溶解并使铁还原为Fe2+后，用0.033 33 mol·L－1K2Cr2O7标准溶液进行滴定，用去25.00mLK2Cr2O7。计算土壤中Fe2O3和Al2O3的质量分数。 解：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O n(Fe2O3)=

15n(Fe)=n(KMnO4) 2211.将含有PbO和PbO2·L－1H2C2O4溶液处理，将Pb(Ⅳ)还原为Pb(Ⅱ)。溶液中和后，使Pb2+定量沉淀为PbC2O4，并过滤。滤液酸化后，用0.04000mol·L—1KMnO4溶液滴定剩余的H2C2O4，用去KMnO4溶液10.00mL。沉淀用酸溶解后，用同样的KMnO4溶液滴定，用去KMnO4溶液30.00mL。计算试样中PbO及PbO2的质量分数。

12．将1.000 g钢样中铬氧化成Cr2O72—，加入0.100 0mol·L—1的FeSO4标准液25.00mL，然后用0.018 0mol·L—1KMnO4标准液7.00mL回滴过量的FeSO4。计算钢样中铬的质量分数。

解： Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6 Fe3++7H2O MnO4-+5Fe2++8H+＝Mn2++5 Fe3++4H2O Cr2O72-  2Cr3+

12(cFeSO4VFeSO5cMnO-VMnO-)103 ＝

4446＝1/3[0.1000×25.00-5×0.01800×7.00）]×10 ＝6.233×10-4

nCrMCr6.23310452.00=wCr0.0324

1.000m-3

13．用碘量法测定钢中的硫时，先使硫燃烧为SO2，再用含有淀粉的水溶液吸收，最后用碘标准溶液滴定。现称取钢样0.500g，滴定时用去0.0500mol·L—1 I2标准溶液11.00mL。计算钢样中硫的质量分数。 解：

wsnsMs0.050011.0032=0.0352 m0.500100014．今有25.00mLKI溶液，用0.050 0mol·L－1的KIO3溶液10.00mL处理后，煮沸溶液以除去I2。冷却后，加入过量KI溶液使之与剩余的KIO3反应，然后将溶液调至中性。析出的I2用0.100 8mol·L—1Na2S2O3标准溶液滴定，用去21.14 mL。计算KI溶液的浓度。

解：5 I－+ IO3－+ 6H+ == 3I2 + 3H2O （1） I2 + S2O32－ == 2 I－+ S4O62－ （2） 由反应（1）可知：

（3）

由反应（1）、（2）可知，在返滴定时：

由（3）、（4）可知：

15．测定样品中丙酮的含量时，称取试样0.100 0g于盛有NaOH溶液的碘量瓶中，振荡,准确加入0.050 00mol·L—1I2标准溶液50.00mL，盖好。待反应完成后，加H2SO4调节溶液至微酸性，立即用0.100 0mol·L—1Na2S2O3标准溶液滴定，用去10.00mL。计算试样中丙酮的质量分数 。

(CH3COCH3+3I2+4NaOH＝CH3COONa+3NaI+3H2O+CHI3) 解： CH3COCH3+3I2+4NaOH＝CH3COONa+3NaI+3H2O+CHI3 I2 + S2O32－ == 2 I－+ S4O62－

n (丙酮)=1/3n(I2)=1/3(0.0500×50.00-0.1000×10.00) ×10-3×58/0.1000=0.29