当前位置：文档库 › 天津大学无机化学第五版习题答案(精品资料).doc

天津大学无机化学第五版习题答案(精品资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】

第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案 1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。 2．解：氯气质量为2.9×103g 。 3．解：一瓶氧气可用天数

33111-1

222()(13.210-1.0110)kPa 32L 9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -???===?? ４．解：pV MpV

T nR mR

= 318 K

44.9=℃

５．解：根据道尔顿分压定律

i n p p n

p (N 2) = 7.6?104 Pa p (O 2) = 2.0?104 Pa p (Ar) =1?103 Pa

６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol;

2(CO )p = 42.87 10 Pa ?

（2）2

(N )(O )(CO )p p p p =--4

3.7910Pa =?

（3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa

0.2869.3310Pa

n p n p ?===?

7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =

pVM

= 0.194 g

8.解：（1）ξ = 5.0 mol

（2）ξ = 2.5 mol

结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。 9.解：?U = Q p - p ?V = 0.771 kJ 10.解：（1）V 1 = 38.3?10-3 m 3= 38.3L

（2） T 2 =

pV 2= 320 K

（3）-W = - (-p ?V ) = -502 J （4） ?U = Q + W = -758 J （5） ?H = Q p = -1260 J

11.解：NH 3(g) + 45O 2(g) 298.15K

????→标准态

NO(g) + 23

H 2

O(g)

m r H ?= - 226.2

kJ ·mol -1

12.解：m r H ?= Q p = -89.5 kJ

m r U ?= m r H ?- ?nRT

= -96.9 kJ

13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)

m r H ?

m f H ?(CO 2, g) = -393.509 kJ ·mol -1

21CO 2(g) + 2

C(s) → CO(g)

m r H ?

= 86.229 kJ ·mol -1

CO(g) + 31Fe 2O 3(s) → 3

Fe(s) + CO 2(g)

m r H ?

= -8.3 kJ ·mol -1

各反应 m r H ?之和

m r H ?= -315.6 kJ ·mol -1。

（2）总反应方程式为

23C(s) + O 2(g) + 31Fe 2O 3(s) → 23CO 2(g) + 3

2Fe(s)

m r H ?

= -315.5 kJ ·mol -1

由上看出：(1)与(2)计算结果基本相等。所以可得出如下结论：反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。

14．解： m r H ?（3）= m r H ?（2）×3-

m r H ?（1）×2=-1266.47 kJ ·mol -1 15．解：（1）Q p = m r H ?== 4 m f H ?(Al 2O 3, s) -3 m f H ?(Fe 3O 4, s) =-3347.6

kJ ·mol -1

（2）Q = -4141 kJ ·mol -1

16．解：（1） m r H ? =151.1 kJ ·mol -1 （2）

m r H ? = -905.47 kJ ·mol -1（3） m r H ? =-71.7 kJ ·mol -1

17.解： m r H ?=2 m f H ?(AgCl, s)+ m f H ?(H 2O, l)- m f H ?(Ag 2O, s)-2 m f H ?(HCl, g)

m f H ?(AgCl, s) = -127.3 kJ ·mol -

18.解：CH 4(g) + 2O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l)

m r H ?

m f H ?(CO 2, g) + 2 m f H ?(H 2O, l) -

m f H ?(CH 4, g)

= -890.36 kJ ·mo -1 Q p = -3.69?104kJ

第2章化学反应的方向、速率和限度习题参考答案

1.解： m r H ? = -3347.6 kJ ·mol -1; m r S ? = -216.64 J ·mol -1·K -1;

m r G ?

= -3283.0 kJ ·mol -1 ＜ 0

该反应在298.15K 及标准态下可自发向右进行。 2.解：

m r G ?

= 113.4 kJ ·mol -1 ＞ 0

该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。

（2） m r H ? = 146.0 kJ ·mol -1; m r S ? = 110.45 J ·mol -1·K -1;

m r G ?

= 68.7 kJ ·mol -1 ＞ 0

该反应在700 K 、标准态下不能自发进行。

3.解： m r H ? = -70.81 kJ ·mol -1 ; m r S ? = -43.2 J ·mol -1·K -1; m r G ? =

-43.9 kJ ·mol -1

（2）由以上计算可知：

m r H ?(298.15 K) = -70.81 kJ ·mol -1

; m r S ?(298.15 K) = -43.2

J ·mol -1·K -1

m r G ?

m r H ? - T ·

m r S ? ≤ 0

T ≥

(298.15K) (298.15m r m r

S H ?? = 1639 K

4.解：（1）c K = {}

H ( )(CH )(H (CO) 243

2c c c c

p K =

{}O)

H ( )(CH )(H (CO) 243

2p p p p

{}{}{}{}

p p p p p p p p / O)H ( /)(CH / )(H / (CO) 2

（2）c K = {}{}

)(NH )(H

)(N 32

3221

2c c c

p K

= {}{}

)(NH )(H )(N 32

32212p p p

K =

{}{}

p p p p p / )(NH

)(H

)(N

32212

（3）c K =)(CO 2c p K

=)(CO 2p

= p p /)(CO 2

（4）c K ={}{}

232 )(H O)(H c c

p K =

{}{}

2 )(H O)(H p p

{}{}

232 /)(H

/O)(H

p p p 5.解：设 m r H ?、

m r S ?基本上不随温度变化。

m r G ? =

m r H ? - T ·

m r S ?

m r G ?(298.15 K) = -233.60 kJ ·mol -1 m r G ?(298.15 K) = -243.03 kJ ·mol -

K lg (298.15 K) = 40.92, 故 K (298.15 K) = 8.3?10

40 K lg (373.15 K) = 34.02,故

K (373.15 K) = 1.0?10

6.解：（1）

m r G ?=2

m f G ?(NH 3, g) = -32.90 kJ ·mol -

＜0

该反应在298.15 K 、标准态下能自发进行。

（2） K lg (298.15 K) = 5.76,

K (298.15 K) = 5.8?10

7. 解：（1）

m r G ?(l) = 2 m f G ?(NO, g) = 173.1 kJ ·mol -

K =

G 303.2)

1(m f

= -30.32, 故

1K = 4.8?10

-31

（2） m r G ?(2) = 2

m f G ?(N 2O, g) =208.4 kJ ·mol -1

K =

G 303.2)

2(m f

= -36.50, 故

2K = 3.2?10

-37

（3） m r G ?(3) = 2

m f G ?(NH 3, g) = -32.90 kJ ·mol -1 3lg K = 5.76,

故

3K = 5.8?10

由以上计算看出：选择合成氨固氮反应最好。

8.解：

m r G ? =

m f G ?(CO 2, g) - m f G ?(CO, g)-

m f G ?(NO, g)

= -343.94 kJ ·mol -1< 0，所以该反应从理论上讲是可行的。 9.解: m r H ?(298.15 K) =

m f H ?(NO, g) = 90.25 kJ ·mol -

m r S ?(298.15 K) = 12.39 J ·mol -

·K -1

m r G ?(1573.15K)≈ m r H ?(298.15 K) -1573.15 m r S ?(298.15 K)

= 70759 J ·mol -1

K lg (1573.15 K) = -2.349,

K (1573.15 K) = 4.48?10

-3

10. 解： H 2(g) + I 2(g)

2HI(g)

平衡分压／kPa 2905.74 -χ 2905.74 -χ 2χ

)74.2905()2(x x -= 55.3

χ= 2290.12

p (HI) = 2χkPa = 4580.24 kPa

n =

pV RT

= 3.15 mol

11.解：p (CO) = 1.01?105 Pa, p (H 2O) = 2.02?105 Pa p (CO 2) = 1.01?105 Pa, p (H 2) = 0.34?105 Pa

CO(g) + H 2O(g) → CO 2(g) + H 2(g)

起始分压／105 Pa 1.01 2.02 1.01 0.34 J = 0.168,

p K = 1＞0.168 = J,故反应正向进行。

12.解：（1） NH 4HS(s) → NH 3(g) + H 2S(g)

平衡分压/kPa x x

K ={}{}

/ S)(H / )(NH 23 p p p p = 0.070

则 x = 0.26?100 kPa = 26 kPa 平衡时该气体混合物的总压为52 kPa

（2）T 不变， K 不变。

NH 4HS(s) → NH 3(g) + H 2S(g)

平衡分压/kPa 25.3+y y

K ={}{}

/ / ) 25.3 p y p y +（ = 0.070

y = 17 kPa

13.解：（1） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)

平衡浓度／(mol ·L -1) 0

.250

.070.0-

.250

c K

)

PCl ()

Cl ()PCl (523c c c

= 0.62mol · L -1， α(PCl 5) =

71%

PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)

平衡分压 0.20V

RT 0.5V

{}{

}{}

p p p p p p /

)(PCl

/) (Cl /

)(PCl

523

= 27.2

（2） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g) 新平衡浓度／(mol ·L -1) 0.10 + y 0.25 -y 0.25 +y -2

10.0

c K =

)

10.0()

30.0)(25.0(y y y +--mol ·L -1 = 0.62mol ·

L -1 (T 不变，c K 不变)

y =0.01 mol ·L -1，α(PCl 5) = 68% （3） PCl 5(g) → PCl 3(g) + Cl 2(g)

平衡浓度／(mol ·L -1)

z -35.0 z 0.050

c K =

z -+35.0)050.0(= 0.62 mol ·L -1 z = 0.24 mol ·L

-1

，α(PCl 5) = 68%

比较(2)、(3)结果，说明最终浓度及转化率只与始、终态有关，与加入过程无关。

14.解： N 2(g) + 3H 2(g) → 2NH 3(g)

平衡浓度／(mol ·L -1) 1.0 0.50 0.50

c K = {}{}

222

3)H ()N ()NH (c c c =21)L · mol (0.2--

若使N 2的平衡浓度增加到1.2mol · L -1，设需从容器中取走x 摩尔的H 2。

N 2(g) + 3H 2(g)

2NH 3(g)

新平衡浓度／(mol ·L -1) 1.2 0.50+(3?0.2) -x 0.50-2?0.20

c K =213

)L · mol ()

02350.0(2.1)20.0250.0(---?+??-x =21)L · mol (0.2-- x =0.94

15. 解：（1）α（CO ）=61.5%;（2）α（CO ）=86.5%; (3)说明增加反应物中某一物质浓度可提高另一物质的转化率;增加反应物浓度，平衡向生成物方向移动。

16.解： 2NO(g) + O 2(g)

2NO 2(g)

平衡分压／kPa 101-79.2 = 21.8 286 - 79.2／2 = 246 79.2

K （673K ）=

{}

{}{}

p p p p

p /

)(O

/(NO)/)(NO

2= 5.36

r G ?= K RT lg 303.2-， m r G ?(673 K) = - 9.39 kJ ·mol -1

17.解：

m r G ?(298.15 K) = -95278.54 J ·mol

-1

m r G ?(298.15 K) = m r H ?(298.15 K) - 298.15 K · m r S ?(298.15 K) m r S ?(298.15

K) = 9.97 J ·mol -1·K -1，

m r G ?(500 K) ≈-97292

J ·mol -1

K lg (500 K) = 0.16，

故 )K 500( K =1.4?10

或者

2ln

K K ≈

H )

K 15.298(m r

????

? ??-2112T T T T ， K (500 K) = 1.4?1010 18.解：因

m r G ?(298.15 K ) =

m r G ?(1) +

m r G ?(2) = -213.0 kJ ·mol

-1

<0, 说明该耦合反应在上述条件可自发进行。

第3章酸碱反应和沉淀反应习题参考答案

解：（1）pH=-lg c (H +)=12.00

（2）0.050mol ·L -1HOAc 溶液中， HOAc

H + + OAc -

c 平/(mol ·L -1) 0.050-x x x

108.1x

0.050x

x )

HOAc ()OAc ()H (K --+?=-?=

=c c c a θ

c (H +) = 9.5×10-4mol ·L -1

pH = -lg c (H +) = 3.02

2．解：（1）pH = 1.00 c (H +) = 0.10mol ·L -1

pH = 2.00 c (H +) = 0.010mol ·L -1

等体积混合后：c (H +) =（0.10mol ·L -1+0.010mol ·L -1）/2 = 0.055 mol ·L -1

pH = -lg c (H +) = 1.26

（2）pH = 2.00 c (H +) = 0.010mol ·L -1

pH = 13.00 pOH = 14.00-13.00 = 1.00, c (OH -) =

0.10mol ·L -1

等体积混合后：-1-10.010mol L (H )0.0050mol L 2

c +?==?

-1

-10.10mol L (OH )0.050mol L 2

c ?==?

酸碱中和后：H + + OH - → H 2O

c (OH -) = 0.045mol ·L -1

pH =12.65 3．解：正常状态时

pH = 7.35 c (H +) = 4.5×10-8mol ·L -1

pH = 7.45 c (H +) = 3.5×10-8mol ·L -1 患病时

pH = 5.90 c (H +) = 1.2×10-6mol ·L -1

L m ol 105.4L m ol 101.21

-8--1-6=????

L m ol 105.3L m ol 101.21

-8--1-6=????

患此种疾病的人血液中c (H +)为正常状态的27～34倍。 4．解：一元弱酸HA ，pH ＝2.77 c (H +)=1.7×10-3mol ·L -1 HA

H + + A -

c 平/(mol ·L -1) 0.10-1.7×10-3 1.7×10-3 1.7×10-3

(H )(A )(1.710) 2.910(HA)0.10 1.710

a c c K c θ

+----?===?-? α =

7.1%10010

.0107.13

=??-

5．解：溶液的pH = 9.00, c (H +) = 1.0×10-9mol ·L -1

故 c (OH -) = 1.0×10-5mol ·L -1

假设在1.0 L 0.10 mol ·L -1氨水中加入x mol NH 4Cl(s)。

NH 3·H 2O

NH 4+ + OH -

c 平/(mol ·L -1) 0.10-1.0×10-5 x+1.0×10-5 1.0×10-5

(NH )(OH )4(NH H O)

32(NH H O)

32K b c c c θ

+-=??

5108.1100.110.0100.1)100.1(----?=?-??+x

x = 0.18

应加入NH 4Cl 固体的质量为: 0.18mol ·L -1×1L ×53.5g ·mol -1 = 9.6g

6．解：设解离产生的H +浓度为x mol ·L -1，则

HOAc

H + + OAc -

c 平/(mol ·L -1) 0.078-x x 0.74+x

(H )(OAc )

(HOAc)

K a c c c θ

+-=

5108.1078

.074.0-?=x

，x = 1.9×10-6 ，pH = -lg c (H +) =

5.72

向此溶液通入0.10molHCl 气体，则发生如下反应： NaOAc + HCl → NaCl + HOAc

反应后：c (HOAc) = 0.18 mol ·L -1，c (OAc -) = 0.64 mol ·L -1 设产生的H +变为x ’mol ·L -1，则 HOAc

H + + OAc -

c 平/(mol ·L -1) 0.18-x ’ x ’ 0.64+x ’

5(0.64x')x'

1.8100.18x'

-+=?-

x ’ = 5.1×10-6，pH =5.30 Δ(pH) = 5.30-5.72 = -0.42

7. 解：（1）设NH 4Cl 水解产生的H +为x mol ·L -1，则

NH 4+ + H 2O NH 3·H 2O + H +

c 平/(mol ·L -1) 0.010-x x x

1032432( NH H O) (H ) 5.610(NH )NH H O)w

h b c c K K c K θ

θ+-+

?===??（

10106.5010.0-?=-x

x = 2.4×10-6，pH = 5.62

（2）设NaCN 水解生成的H +为x ’mol ·L -1，则 CN - + H 2O HCN + OH -

c 平/(mol ·L -1) 0.10-x ’ x ’ x ’

-(HCN)(OH )

-(CN )

c c K h

c θ

x ` = 1.3×10-3，pH = 11.11

8．解：（1）K a i (HClO)= 2.9×10-8；（2）K sp θ(AgI) = 8.51×10-17 9．解：（1）设CaF 2在纯水中的溶解度(s )为x mol ·L -1。因为CaF 2为难溶强电解质，且基本上不水解，所以在CaF 2饱和溶液中： CaF 2 （s ）

Ca 2+ + 2F -

c 平/(mol ·L -1) x 2x

｛c (Ca 2+)｝·｛c (F -)｝2 = K sp θ(CaF 2) x = 1.1×10-3

（2）设CaF 2在1.0×10-2mol ·L -1NaF 溶液中的溶解度(s )为y mol ·L -1。

CaF 2 （s ）

Ca 2+ + 2F -

c 平/(mol ·L -1) y 2y+1.0×10-2

{c (Ca 2+)}·{c (F -)}2 = K sp θ(CaF 2)

y(2y+1.0×10-2)2 = 5.2×10-9

y = 5.2×10-5

（3）设CaF 2在1.0×10-2 mol ·L -1CaCl 2溶液中的溶解度(s )为z

mol ·L -1。

CaF 2（s ）

Ca 2+ + 2F -

c 平/(mol ·L -1) 1.0×10-2+z 2z

{c (Ca 2+)}·{c (F -)}2 = K sp θ(CaF 2) (z+1.0×10-2)(2z)2 = 5.2×10-9 z = 3.6×10-4 7．解：溶液混合后有关物质的浓度为：

HA + OH - → A - + H 2O

c /(mol ·L -1)

.10010

.00.2010.00.50?-?

.10010.00.20?

设c (H +) = xmol ·L -1，则弱酸HA ，弱酸根A -及氢离子H +的平衡浓度表示为：

HA → A - + H +

c 平/(mol ·L -1)

-?-?0

.10010

.00.2010.00.50

+?0

.10010

.00.20 x

pH = 5.00 = -lg x ，x = 1.00×10-5 mol ·L -1

代入弱酸HA 的解离平衡常数表示式：

（近似计算）

20.00.10

(

)(A )(H )

100.0

(HA)50.00.1020.00.10

(HA)(

)

100.020.00.10

5()(1.0010

)100.0

30.00.10()

100.06

6.6710x x

c c a c x K θ?+?-+

=?-?-?-??=

?-=?

10．解：（1）由题意可知：c (Mg 2+) = 0.050 mol ·L -1

当c (Mg 2+)·{c (OH -)}2＞K sp θ(Mg(OH)2)时开始有Mg(OH)2沉淀出。

2+12

5-1

(Mg(OH))

(OH )(Mg )

5.61105.0101.010mol L sp K c c θ---?=

?=??＞

（2）{c (Al 3+)}·{c (OH -)}3 = 4.0×10-22＞K sp θ(Al(OH)3)，所以还有Al 3+可被沉淀出。

c (Fe 3+)}·{c (OH -)}3 = 2.0×10-22＞K sp θ(Fe(OH)3)，所以还有Fe 3+可被沉淀出。

11．解： Cd 2+ + Ca(OH)2 →Ca 2+ + Cd(OH)2↓

Cd(OH)2(s)

Cd 2+ + 2OH - K sp θ=7.2×10-15

若使c (Cd 2+)＜0.10mg ·L -1 =4-1-1

1.010g

L 112.41g mol

-?=8.9×10-7mol ·L -1

2+7

5-1

(Cd(OH))

7.210(OH )(Cd )/8.9109.010mol L sp K c c c

θθ

---?=

?=??＞

pH ＞(14.00-pOH) = 10.0

12．解：（1）混合后：c (Mn 2+) = 0.0010mol ·L -1 c (NH 3·H 2O) = 0.050 mol ·L -1 设OH -浓度为x mol ·L -1 NH 3·H 2O NH 4+ + OH -

c 平/(mol ·L -1) 0.050-x x x

51.8100.050x x

-=?-

x 2 = 9.0×10-7，即 {c (OH -)}2 = 9.0×10-7

{c (Mn 2+)}·{c (OH -)}2 =9.0×10-10＞K sp θ(Mn(OH)2) =1.9×10-13 所以能生成Mn(OH)2沉淀。

（2）已知(NH 4)2SO 4的相对分子质量为132.15

c ((NH 4)2SO 4) =0.4951000132.1515

??mol ·L -1 = 0.25mol ·L -1

c (NH 4-) = 0.50 mol ·L -1

设OH -浓度为x mol ·L -1 NH 3·H 2O

NH 4+ + OH -

c 平/(mol ·L -1) 0.050-x 0.50+x x

+-432325

(NH )(OH )(NH H O)

(NH H O)

(0.50) 1.8100.050b c c K c x x

-=+=

=?-

50.50 1.8100.050

-=?

x=1.8×10-6 c (OH -)=1.8×10-6mol ·L -1

{c (Mn 2+)}·{c (OH -)}2 = 3.2×10-15＜K sp θ(Mn(OH)2)，所以不能生成Mn(OH)2沉淀。 13．解：使BaSO 4沉淀所需

42-

-142+9-1

(BaSO )

1.0810(SO )mol L (Ba )

0.101.0810mol L sp K c c θ--?=?=??＞

Ag 2SO 4沉淀所需

242-

-1

4+223-1

(Ag SO )

1.2010(SO )mol L (Ag )(0.10)

1.210mol L sp K c c θ

--?=?=??＞｛｝故BaSO 4先沉淀。

当Ag +开始沉淀时，c (Ba 2+)＜10

1.0810

1.210--??＜10-5mol ·L -1

故此时Ba 2+已沉淀完全。即可用加入Na 2SO 4方法分离Ba 2+和Ag +。 14．解：Fe 3+沉淀完全时，c (OH -)的最小值为

3+39

-1

12-1

(Fe(OH))

(OH )(Fe )

2.7910mol L 1.010

6.510mol L sp K c c θ

---?=??=??3

pH = 2.81

若使0.10 mol ·L -1MgCl 2溶液不生成Mg(OH)2沉淀，此时c (OH -)最大值为

-1

6-1

(OH )L 7.510mol L c -=?=??

pH = 8.88

所以若达到上述目的，应控制2.81＜pH ＜8.88。

15．解：（1）Pb(OH)2、Cr(OH)3开始析出所需c (OH -)的最低为

1-1

7-1

(OH )L 2.210mol L c -=?=??

2-1

10-1

(OH )L 3.210mol L c -=?=??

因为c 1(OH -)＞＞c 2(OH -)，所以Cr(OH)3先沉淀。

（2）Cr(OH)3沉淀完全时所需OH -最低浓度为

-19-1

(OH )L 4.010mol L

c -=

?=?? Pb(OH)2不沉出所容许的OH -最高浓度为

c (OH -)＜2.2×10-7mol ·L -1

即c (OH -)应控制在（4.0×10-9mol ·L -1～2.2×10-7）mol ·L -1 pH min = 5.60 pH max = 7.34

所以若要分离这两种离子，溶液的pH 应控制在5.60～7.34之间。 16．解：（1）

442-2-2+2-2-2+13428

(CrO )(CrO )(Pb )(s )

(s )(Pb )(PbCrO )

2.810(PbS)

8.0103.510sp sp c c c K c c c K K θ

θθ

--=

?=?

（2）

2-2-+2

44-2-2+2

122421027

(CrO )(CrO ){(Ag )}{(Cl )}{(Cl )}{(Ag )}(Ag CrO )

1.1210{(AgCl)}(1.7710)3.610sp sp c c c K c c c K K θ

θθ

--==

?==?=?

17．解：（1）设Cu 2+的起始浓度为x mol ·L -1。由提示可知： 2Cu 2+ 26S 2O 32- 反应物质的量比 2 ： 26 n/10-3mol x ： 30.0×0.100 x = 0.230×10-3mol

c (Cu 2+) = 0.0115 mol ·L -1

（2）c (IO 3-) = 0.0230 mol ·L -1

K sp θ(Cu(IO 3)2) = {c (Cu 2+)}·{c (IO 3-)}2

= 6.08×10-6

18．解：设残留在溶液中的Cu 2+的浓度为x mol ·L -1。

Cu 2+ + H 2S

CuS ↓ + 2H +

平

/(mol ·L -1) x 0.10

0.10+2(0.10-x)

+22--2+2--220

(1)(2)

3615

{(H )}(S )(HS ){(Cu )}{(H )}(S )(HS )

1.410(CuS) 6.310

2.210a a sp c c c K c c S c c K K K θ

θθθ--=

?==

?=?

5(0.30) 2.2100.10x

-=? x = 4.1×10-16 c (Cu 2+) = 4.1×10-16mol ·L -1 故残留在溶液中的Cu 2+有4.1×10-16mol ·L -1×0.10L ×63.546g ·mol -1 = 2.6×10-15g

19．解：（1）c (Fe 3+) = c (Fe 2+) ≈ 0.010mol ·L -1 若使Fe 3+开始产生沉淀，则

-1

13-1

(OH )L 6.510mol L c -=?=??

pH = 14.00-12.19 = 1.81

（2）Fe(OH)3沉淀完全，要求c (Fe 3+) ≤ 10-5mol ·L -1，则

-1

12-1

(OH )L 6.510mol L c -≥

=?=??

pH =2.81

第4章氧化还原反应习题参考答案

1．解：S 的氧化数分别为-2、0、2、4、5、6。

2．解：（1）3Cu + 8HNO 3(稀) → 3Cu(NO 3)2+2 NO ↑ + 4H 2O

（2）4Zn + 5H 2SO 4(浓) →4ZnSO 4 +H 2S ↑ + 4H 2O

（3）KClO 3 + 6 FeSO 4 + 3H 2SO 4 → KCl +3 Fe 2 (SO 4)3 + 3H 2O （4）Cu 2S + 22HNO 3 → 6Cu (NO 3)2 + 3H 2SO 4 + 10NO ↑ +8 H 2O 3．解：

（1）

-2222（2）

227-

↓ + 7H 2O

（3）

+6Fe 3+3H 2O （4） 1/2 Cl 2+ 2e - →2Cl - 2-2（5）

1 Zn + 4OH -- 2e - →[Zn(OH)4]2-

+) 1 ClO -+ H 2O +2e -→Cl -+ 2OH -

Zn + ClO -+2OH -+ H 2O →[Zn(OH)4]2- + Cl -

（6）

2 MnO 4- + e - → MnO 24-

+) SO 23- + OH -- 2e - →SO 24-

+ H 2O

2MnO 4- +SO 23- + 2OH -

→2 MnO 24-+SO 24-

+ H 2O

4．解：（1）（-）Pt ，I 2(s)∣I -(c 1)‖Cl -(c 2)∣Cl 2(P

), Pt （+）

（2）（-）Pt ∣Fe 2+, Fe 3+ (c 3)‖MnO 4-(c 3), Mn 2+(c 4

)，H +

(c 5)∣Pt （+）

（3）（-）Zn ∣ZnSO 4 (c 1)‖CdSO 4 (c 2)∣Cd （+）

5．解：由于E

(F 2/HF)＞E

(S 2O 28-/SO 42-)＞E

(H 2O 2/H 2O)＞

(MnO 4-/Mn

)＞E

(PbO 2/Pb 2+)＞E

(Cl 2/Cl -)＞E

(Br 2/Br -)＞E

(Ag +/Ag)＞E

(Fe 3+/Fe 2+)＞E

(I 2/I -)

故氧化能力顺序为F 2 ＞S 2O 28-＞ H 2O 2＞ MnO 4-＞PbO 2＞Cl 2

＞Br 2 ＞ Ag +＞Fe 3+＞I 2。其对应的还原产物为HF ，SO 24-，H 2

O ，Mn 2+ ，Pb 2+ ，Cl -，Br -, Ag, Fe 2+ , I -。

6．解：由于E

(Zn 2+/Zn) < E

(H +/H 2) < E

(S/H 2S) < E

(Sn 4+/Sn 2+) <

(SO 42-/H 2SO 3) < E

(Cu 2+/Cu) < E

(I 2/I -) < E

(Fe 3+/Fe 2+) <

(Ag +/Ag) < E

(Cl 2/Cl -)

故还原能力顺序为Zn ＞H 2＞H 2S ＞SnCl 2＞Na 2SO 3＞Cu ＞KI ＞FeCl 2＞Ag ＞KCl 。

7．解：（1）E

(Fe 3+/Fe 2+) < E

(Br 2/Br -)，该反应能自发向左进行。

（2）E ＞0，该反应能自发向左进行。

（3）

m r G ?<0，该反应能自发向右进行。

8．解：（1）E

( MnO 4-/ Mn 2+)＞E

(Fe 3+/Fe 2+)，该反应能自发向右

进行。

（2）原电池的电池符号：

(-)Pt|Fe 2+(1mol ?L -1), Fe 3+(1mol ?L -1)‖MnO 4-(1mol ?L -1), Mn 2+(1mol ?L -1), H +(10.0mol ?L -1)︱Pt(+)

E (MnO 4-/ Mn 2+

) = E

(

MnO 4-/

Mn 2+

0.0592V Z

lg -+8

42+{(MnO /}{(H /}

{(Mn /}

c c c c c c θθθ

1.51 V +

0.0592V

lg(10.0)8

= 1.60 V

E = E (MnO 4-/ Mn 2+) ? E

( Fe 3+/Fe 2+) = 0.83 V

（3）lg K

= Z ′{ E

(MnO 4-/ Mn 2+)- E

(Fe 3+/Fe 2+)}/0.0592 V

= 62.5 K

= 3.2×1062

8．解：E (Ag +/Ag) = E

(Ag +/Ag) + 0.0592V lg{c (Ag +/c

)}

= 0.6807 V

E (Zn 2+/Zn) = E

(Zn 2+/Zn)+0.0592 V/2 lg{c (Zn)/c

}

= -0.7922 V

E = E (Ag +/Ag) - E (Zn 2+/Zn)

= 1.4729 V

θ2'{Ag /Ag)(Zn /Zn)}

0.0592lg Z E v

K θ

++-=

=52.8 K

=6.3×1052

9．解：（1）（-）Zn ∣Zn 2+(0.020 mol ·L -1)‖Ni 2+(0.080 mol ·L -1)∣Ni （+）; E

= 0.524 V;

（2）（-）Pt ，Cl 2(P

)∣Cl -(10 mol ·L -1)‖Cr 2O 72- (1.0 mol ·L -1), Cr 3+

（1.0 mol ·L -1），H +(10 mol ·L -1)∣Pt （+）; E

=0.21 V

10．解：E

(AgBr/Ag) = E (Ag +/Ag)