第四節(jié)　氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)

單項(xiàng)選擇題（下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題意）

1下列各電對(duì)的電極電勢與H^＋濃度有關(guān)的是（　?。?span id="3jc6yr7" class="ZhenTiTag">[2016年真題]

A．Zn^2＋/Zn

B．Br₂/Br^－

C．AgI/Ag

D．MnO₄^－/Mn^2＋

【答案】D

【解析】離子的濃度對(duì)電極電勢有影響，四個(gè)選項(xiàng)的電極反應(yīng)分別為：Zn^2＋＋2e^－＝Zn；Br₂＋2e^－＝2Br^－；AgI＋e^－＝Ag＋I(xiàn)^－；MnO₄^－＋8H^＋＋5e^－＝Mn^2＋＋4H₂O。故只有D項(xiàng)當(dāng)H^＋濃度變化時(shí)，電極電勢才會(huì)有變化，H^＋濃度升高，電極電勢升高。

2有原電池（－）Zn|ZnSO₄（c₁）||CuSO₄（c₂）|Cu（＋），如向銅半電池中通入硫化氫，則原電池電動(dòng)勢變化趨勢是（　　）。[2014年真題]

A．變大

B．變小

C．不變

D．無法判斷

【答案】B

【解析】銅電極通入H₂S，生成CuS沉淀，Cu^2＋濃度減小。銅半電池反應(yīng)為：Cu^2＋＋2e^－＝Cu。氧化型還原型根據(jù)電極電勢的能斯特方程式，有：

則減小，電極電勢減小。即φ_正減小，φ_負(fù)不變，則原電池的電動(dòng)勢E＝φ_正－φ_負(fù)減小。

3向原電池（－）Ag，AgCl|Cl^－‖Ag^＋|Ag（＋）的負(fù)極中加入NaCl，則原電池電動(dòng)勢的變化是（　　）。[2013年真題]

A．變大

B．變小

C．不變

D．不能確定

【答案】A

【解析】原電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)，負(fù)極為：Ag－e^－＋Cl^－＝AgCl，正極為：Ag^＋＋e^－＝Ag。根據(jù)電極電勢的能斯特方程式，有φ＝φ^?＋0.059lg[1/c（Cl^－）]。由于負(fù)極中加入NaCl，Cl^－濃度增加，則負(fù)極電極電勢減小，正極電極電勢不變，所以原電池的電動(dòng)勢E＝φ_正－φ_負(fù)增大。

4在銅鋅原電池中，將銅電極的c（H^＋）由1mol/L增加到2mol/L，則銅電極的電極電勢（　?。?。[2012年真題]

A．變大

B．變小

C．無變化

D．無法確定

【答案】C

【解析】H^＋濃度的增加對(duì)銅電極的電極電勢沒有影響。電極電勢與物質(zhì)的本性、參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度、溫度有關(guān)，一般溫度影響較小，對(duì)某一電對(duì)而言，濃度的影響可用能斯特方程表示：

式中，φ^?是指標(biāo)準(zhǔn)電極電勢；n是指電極反應(yīng)中得失電子數(shù)；c_O是指氧化態(tài)物質(zhì)的濃度；c_R是指還原態(tài)物質(zhì)的濃度。

5已知，酸性介質(zhì)中E^?（ClO₄^－/Cl^－）＝1.39V，E^?（ClO₃^－/Cl^－）＝1.45V，E^?（HClO/Cl^－）＝1.49V，E^?（Cl₂/Cl^－）＝1.36V，以上各電對(duì)中氧化型物質(zhì)氧化能力最強(qiáng)的是（　　）。[2018年真題]

A．

B．

C．HClO

D．Cl₂

【答案】C

【解析】E^?值越大，表示電對(duì)中氧化態(tài)的氧化能力越強(qiáng)。

6元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢圖如下。在空氣存在的條件下，下列離子在水溶液中最穩(wěn)定的是（　?。?。[2012年真題]

A．Cu^2＋

B．Au^＋

C．Fe^2＋

D．Mn^2＋

【答案】A

【解析】Cu^2＋是氧化態(tài)，具有氧化性，不易被空氣中的氧氧化，而在溶液中穩(wěn)定存在。Fe^2＋、Mn^2＋具有還原性，易被空氣中的氧氧化，Au^＋具有強(qiáng)氧化性，易和還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也不穩(wěn)定。

7已知氯電極的標(biāo)準(zhǔn)電勢為1.358V，當(dāng)氯離子濃度為0.1mol·L^－1，氯氣分壓為0.1×100kPa時(shí)，該電極的電極電勢為（　?。?span id="8busw6a" class="ZhenTiTag">[2009年真題]

A．1.358V

B．1.328V

C．1.388V

D．1.417V

【答案】C

【解析】此反應(yīng)中，Cl₂的化合價(jià)分別由0降到－1，被還原，為氧化劑。由能斯特方程得：

式中，φ^?是指標(biāo)準(zhǔn)電極電勢；n是指電極反應(yīng)中得失電子數(shù)；c_O是指氧化態(tài)物質(zhì)的濃度；c_R是指還原態(tài)物質(zhì)的濃度。

8已知下列電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的大小順序?yàn)椋篍（F₂/F^－）＞E（Fe^3＋/Fe^2＋）＞E（Mg^2＋/Mg）＞E（Na^＋/Na），則下列離子還原性最強(qiáng)的是（　?。?。[2009年真題]

A．F^－

B．Fe^2＋

C．Na^＋

D．Mg^2＋

【答案】B

【解析】電極電位代數(shù)值越小，表示電對(duì)中還原態(tài)物質(zhì)越容易失去電子，其還原性越強(qiáng)。還原劑的還原性依次為Na＞Mg＞Fe^2＋＞F^－。Na⁺和Mg²⁺已經(jīng)是最高價(jià)，不能再失去電子，因此沒有還原性。剩下的Fe²⁺和F^－通過電極電勢的比較，F(xiàn)e²⁺還原性更強(qiáng)。

9在酸性介質(zhì)中，反應(yīng)MnO₄^－＋SO₃^2－＋H^＋→Mn^2＋＋SO₄^2－，配平后，H^＋離子前的系數(shù)為（　?。?span id="acnr4sc" class="ZhenTiTag">[2018年真題]

A．8

B．6

C．0

D．5

【答案】B

【解析】方程配平后為2MnO₄^－＋5SO₃^2－＋6H^＋＝2Mn^2＋＋5SO₄^2－＋3H₂O。

10電解Na₂SO₄水溶液時(shí)，陽極上放電的離子是（　?。?。[2016年真題]

A．H^＋

B．OH^－

C．Na^＋

D．SO₄^2－

【答案】B

【解析】Na₂SO₄水溶液的電解實(shí)際上是電解水，陽極：4OH^－－4e^－＝O₂↑＋2H₂O，陰極：2H^＋＋2e^－＝H₂↑，Na^＋、SO₄^2－均不參與放電。

11電解NaCl水溶液時(shí)，陰極上放電的離子是（　　）。[2014年真題]

A．H^＋

B．OH^－

C．Na^＋

D．Cl^－

【答案】A

【解析】電流通過電解液在電極上引起氧化還原反應(yīng)的過程稱為電解。電解池中有兩極，與外電源負(fù)極相連的極稱為陰極，與外電源正極相連的極稱為陽極。電解時(shí)陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，即負(fù)電荷失電子變?yōu)橹行?；陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，即正電荷得到電子變?yōu)橹行?。在NaCl水溶液電解反應(yīng)中，總反應(yīng)方程式為：

陽極反應(yīng)為：2Cl^－－2e^－＝Cl₂↑，陰極反應(yīng)為：2H^＋＋2e^－＝H₂↑，所以陰極上放電的離子為H^＋。

12已知

則E^?（Fe^3＋/Fe）等于（　?。?span id="srhw4m4" class="ZhenTiTag">[2013年真題]

A．0.331V

B．1.211V

C．－0.036V

D．0.110V

【答案】C

【解析】已知標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與原電池電動(dòng)勢的關(guān)系是：lgK^?＝nE^?/0.0592。故E^?（Fe^3＋/Fe）＝（－2×0.44＋0.771）/3＝－0.036V。

13根據(jù)反應(yīng)2FeCl₃＋SnCl₂→2FeCl₂＋SnCl₄及2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄→2MnSO₄＋5Fe₂（SO₄）₃＋K₂SO₄＋8H₂O，均能自發(fā)正向進(jìn)行，可判斷出電極電位數(shù)值最大（即氧化能力最強(qiáng)）的電對(duì)是（　?。?。

A．MnO₄^－/Mn^2＋

B．Mn^2＋/MnO₄^－

C．Fe^3＋/Fe^2＋

D．Sn^4＋/Sn^2＋

【答案】A

【解析】由于各反應(yīng)均能正向進(jìn)行，因此反應(yīng)的電動(dòng)勢E＝φ_氧化劑^?－φ_還原劑^?均為正。故φ^?（MnO₄^－/Mn^2＋）＞φ^?（Fe^3＋/Fe^2＋）＞φ^?（Sn^4＋/Sn^2＋），所以電極電位值最大的電對(duì)是MnO₄^－/Mn^2＋。

14和作電極組成原電池，其電動(dòng)勢為1.63V，若在氯電極溶液中加入一些AgNO₃溶液，則電池的電動(dòng)勢將（　?。?。

A．減小

B．增大

C．不變

D．無法判斷

【答案】B

【解析】氯為正極，Co為負(fù)極，電池反應(yīng)式為Cl₂＋Co＝CoCl₂，所以電池電動(dòng)勢為：

加入AgNO₃后，生成AgCl沉淀，降低了Cl^－的濃度，電動(dòng)勢將增大。

15電解1mol·L^－1FeSO₄和1mol·L^－1ZnSO₄的混合溶液，用石墨作電極，則陽極的產(chǎn)物是（　?。?。

A．H₂

B．O₂

C．SO₂

D．OH^－

【答案】B

【解析】當(dāng)用石墨或其他惰性物質(zhì)做電極，電解含氧酸鹽的水溶液時(shí)，陽極通常是OH^－離子放電，析出氧氣，反應(yīng)式為4OH^－－4e^－＝O₂↑＋2H₂O。