浅妖晴
第七章 氧化还原与电化学
一、选择题
7-1、在下列原电池中：(-)Zn│ZnSO4(1.0mol/L)‖CuSO4(1.0mol/L) │Cu(+)，如果降低Zn2+的浓度，其电动势将（ A）。
A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断
7-2、在电极反应MnO4-+8H++（ 5e ）→ Mn2++4H2O的括号中应填入（ B ）
A 2e B 5e C 7e D 8e
二、填空题
7-3、已知φθ（Cl2/Cl-）= 1.36V，φθ（Fe3+/Fe2+）= 0.771V，两个电对中较强的氧化剂是 Cl2 ，较强的还原剂是 Fe2+ ，若将上述两个电对组成原电池，则正极反应为 Cl2 + 2e → Cl- ，负极反应为 Fe2+ → Fe3+ +e ，电池反应是 Cl2 + 2Fe2+ → Cl- +2Fe3+ ，电池的标准电动势E0= 0.58V ，计算电池电动势的能斯特方程为 。 7-4、根据铜元素的电位图 Cu2+ ψ0 Cu+ 0.52v Cu
︳ 0.37v ︱
Cu2+/Cu+电对的标准电极电位ψ0 = 0.22 v。Cu+的岐化反应为2Cu+ → Cu2+ + Cu ，该反应中较强的氧化剂是 Cu2+ ，较强的还原剂是 Cu+ ，由该岐化反应构成的原电池的电池符号为 (-)Pt│Cu+(c1)，Cu2+(c2)║Cu+ (c3)│Cu（+），原电池的标准电动势E0 = 0.52-0.22=0.30 v，其中正极发生的电极反应为 Cu+ + e → Cu 。岐化反应的标准摩尔吉布斯函数△rG0m= -nFEθ= -1x 96485x0.30x10-3 kJ/mol。25℃，c(Cu2+) = 0.1mo l/L，c(Cu+) = 0.01mol/L时，原电池的电动势E= Eθ+ (0.0591/1)lgC2
(Cu+)/C(Cu2+) =0.1224 v。
7-5、已知ψ0(Cr2O72-/Cr3+)=1.33v。
Cr2O72-/Cr3+电对的电极反应是 Cr2O72- +14H +6e→ 2 Cr3+ +7H2O ，25℃，pH=2.00时该电对的条件电极电位ψ0、= 1.05 v。
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三、计算题
7-6、在pH=5时，比较0.01mol/L的KMnO4、100kPa的Cl2、0.01mol/L的K2Cr2O7的氧化性强弱（假定反应时c(Mn2+)=c(Cr3+)=c(Cl-)=1.0mol/L）。
解：(1)φMnO4-/ Mn2+：MnO4- +8H+5e = Mn2+ + 4H2O
φMnO4-/ Mn2+ =φθMnO4-/ Mn2+ + (0.059/5)lg(C MnO4-/CMn2+) =1.011V
(2) φCl2/ Cl-=φθCl2/ Cl- + (0.059/2) lg[(PCl2/Pθ)/C2(Cl-)]=1.358V (3) CrO72- +14H +6e = 2Cr3++7H2O φCrO72- / Cr3+ =1.358V
φCrO72- / Cr3+=φθCrO72- / Cr3++lg [C (CrO72- )C14(H+)/C2 (Cr3+)]=0.524V
φCl2/ Cl->φMnO4-/ Mn2+>φCrO72- / Cr3+ pH=5时 氧化性 Cl2> MnO4-> CrO72-
7-7、Cu片插入0.01mol/L CuSO4溶液中，Ag片插入AgNO3溶液中组成原电池，298K时测定其电极电势E=0.46V。已知φθ（Ag+/ Ag）= 0.80V，φθ（Cu2+/ Cu）=0.34V。
(1) 写出原电池符号； (2) 写出电极反应及电池反应；
(3) 计算AgNO3溶液的浓度； (4) 计算298K时反应平衡常数的对数值lgKθ。
解：(1) (-)Cu│Cu2+(0.01mol L-1)║Ag+ (C)│Ag（+）
(2) 负：Cu →Cu2++2e 正 Ag++e →Ag Cu+2 Ag+→Cu2+ +2Ag (3)E=Eθ- (2.30R/nF)lgQ= 0.46V
即 0.46-(0.059/2)lg[0.01/C2(Ag+)]=0.46 C(Ag+)=0.1mol L-1 (4) ΔrG = -nF Eθ=-RTlnKθ=-2.30RTlgKθ lgKθ=15.58
7-8、已知298K时的下列原电池，试写出电池反应和电极反应，并计算该电动势和电池反应的平衡常数。 已知φθ（Cr2O72-/ Cr3+）=1.33V。
Pt H2(101.325kPa) H+(1mol/L) Cr2O72-(1mol/L),Cr3+(1mol/L),H+ (1×10-3mol/L) Pt 解 (1)3H2 + CrO72-+8H+→2Cr3++7H2O
正：CrO72-+14 H++6e→2Cr3++7H2O 负H2 →2H++2e
(2)φ+=φθ-(0.0592/n)lg[C(Cr3+)/C14(H+)C(CrO72-)]=0.916V
φ-=0-(0.0592 x 6/6)lg(1x10-3)= -0.176 E =(φ+)-(φ-)=0.916-(-0.176)=1.092
(3) nFEθ=2.30RTlgKθ lgKθ= (6x96485x133)/(2.30x8.31x298)=135.18 Kθ=1.51x10135
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第八章 配位化合物
一、选择题
8-1、在Fe(Ⅲ)形成的配位数为6的外轨型配合物里，中心原子的杂化类型为（ B ）
A d2sp3 B sp3d2 C sd5 D p3d3
二、填空题
8-2、下列配合物的名称分别为：
Ni(CO)4 四羰基合镍 ，[Pt(NH3)4(NO2)Cl]CO3 碳酸一氯一硝基四氨合铂（Ⅳ），K4[Fe(CN)6] 硫氰合铁（Ⅱ）酸钾 NH4[Cr(NH3)2(CNS)4] 四异硫氰酸根二氨合镉（Ⅲ）酸铵 ，[Cu(NH3)4]SO4 硫酸四氨合铜（Ⅱ）， [Co(NH3)5(H2O)]Cl2氯化五氨 一水合钴（Ⅱ）。
8-3、螯合剂要具备两个条件：第一，必须含有两个或两个以上的配位原子，即螯合剂是 多齿 配体；其次，螯合剂的两个配体原子之间最好间隔2-3个其他原子。
8-4、配位化合物[Co(NH3)5Cl]Cl2的系统命名为 氯化五氨 一水合钴（Ⅱ） ，中心原子是 Co3+ ，配位体有 一个Cl-和5个NH3 ，配位原子有一个Cl和5个N，配位数是 6 ，中心原子的杂化轨道是 d2sp3 ，配离子是 正八面体 构型，内界是 [Co(NH3)5Cl]2+，外界是 Cl- 。
8-5、配离子[Cu(NH3)4]2+的K稳 = C[Cu(NH3)4]2+ /(Ccu2+ C4NH3) ，K稳 越大则说明该配离子越稳定 。
8-6、配合物[Cu(en)2]Cl2的系统命名为 氯化二氯二乙二胺合铜（Ⅲ） ，配离子的电荷是 -2 ，配位体是 2个en ，配位原子是4个N，中心离子的配位数是 4 。根据价键理论，中心原子的杂化轨道为 dsp2 ，属于 平面正方形 型配合物。
8-7、Na2[CuEDTA]的化学名称乙二胺四乙酸合铜（Ⅱ）酸钠 。外界是Na+ ，内界是 [CuEDTA]2- ，中心原子是 Cu2+ ，中心原子采取的杂化类型为 sp3d2 ，配离子的空间构型为 正八面体 ， 配位体有EDTA ，配位原子有 2个N、四个O ，配位数为 6 。
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《无机化学》课程讲授提纲
课程编号：L0703101 学分：2
课程名称：无机化学 学时：22+10 英文名称： inorganic chemistry 课程性质：必修
适用专业： 生态学、资源环境与城乡规划管理、木材科学与工程、
城市规划、土木工程
先修课程：中学数学、物理、化学
绪 论
无机化学教学安排：
1． 教材：周莹主编《无机化学》
2． 参考教材： 陈学泽主编《无机及分析化学》，《无机及分析化学实验》。 3． 学时：理论教学22学时，实验教学10学时。
4． 教学内容：绪论、一、二、三、四、五、六、七、八。 5． 教学要求：
预习：尽快将教材通读一遍。 听课：要求做笔记。
复习：利用一切可以利用的时机回忆课堂教学内容。
作业：按时完成老师布置的作业。未布置的作业直接写在书上。
辅导：教学主楼312。遇到问题及时登记教材的封底上，以便在遇到老师时可以随时找到问题的出处。
6．参考书：北京师范大学等校编《无机化学》，
华中师范大学等校编《分析化学》。
第一章 溶 液
1． 溶液浓度及其换算
1.1物质的量浓度： c = n/v = m/Mv n= cv 例1：计算98%浓硫酸（M=98.07）（d=1.84）的c。
1.2物质的量分数： xA = nA/n总 双组分溶液 x1 = n1/（n1+n2） x1+x2=1 1.3质量摩尔浓度： b = nA/m剂 = mA/MAm剂 例2：计算38.0%盐酸（M=36.46）溶液的b。 2． 稀溶液的依数性 2.1拉乌尔定律：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压等于溶剂的饱和蒸气压乘以该溶剂的物质的量分数。 PB = PB0 XB = PB0（1-XA） 2.2难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降：
ΔP = PB0 - PB = PB0 XA = PB0 bA /55.5 = K b
2.3难挥发非电解质稀溶液的沸点升高：ΔTb =Tb-Tb0= Kb b 例3：计算0.10mol/LNaCl溶液的沸点（水溶液的Kb=0.513）。 2.4非电解质稀溶液的凝固点下降：ΔTf = Tf-Tf0=Kf b
2.5非电解质稀溶液的渗透压： πV = nRT π = c RT 例4：计算298K，0.10mol/LNaCl溶液的渗透压。
第二章 表面化学与胶体化学
1. 表面化学与表面现象
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1.1表面与表面化学
密切接触的两相之间的过渡区（约几个分子的厚度）称为界面。其中一相为气体的界面也称为表面。
物质表面层的分子与内部分子所处的周围环境不同。内部分子受到四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此抵消；但是，表面层的分子一方面受到本相内分子的作用，另一方面又受到性质不同的另一相中分子的作用。因此，表面层的性质不同于物质内部。在相界面上的物质因具有与体相内部不同的结构和性质而产生的各种物理现象和化学现象称为表面现象。研究相界面上的各种表面现象的科学称为表面化学。 1.2表面吉布斯函数
由于表面层分子的状况与本体不同，因此，如果要把物质的分子从内部移到界面（或者说增大表面积）时，就必须克服体系内部分子之间的吸引力而对体系做功。在温度、压力和组成恒定时，可逆地使表面积增加dA所需要对体系做的功叫做表面功。
—δw = σdA = dG （1）
σ称为比表面能或比表面吉布斯自由能、比表面张力等。根据热力学第二定律，系统总是自发地朝着吉布斯自由能减少的方向变化。式(1)表明，降低表面吉布斯自由能的两条途径是减小比表面张力和减小表面积。因此，表面活性剂自发地浓集于水溶液表面，使溶液的表面张力降低；小液滴总是自发地趋于呈球形状态，使表面积减小。 1.3弯曲液面上的饱和蒸气压
表面张力使弯曲液面上的饱和蒸气压不同于平面液体：ln(Pr / p) = 2σM / (RTrρ) 。可见，凸面（r＞0）液体上的饱和蒸汽压大于平面液体上的饱和蒸汽压，事实上，小液滴的半径越小，蒸气压越大；凹面（r＜0）液体的饱和蒸气压低于平面液体上的饱和蒸汽压，因此，木材毛细管容易从空气中吸潮，同时，木材中的水分比较难蒸发出来，而且毛细管越细，蒸气压越小越难蒸发。 1.4润湿和润湿角
液体粘附在固体表面的过程称为润湿。润湿过程是固-液界面和气-液界面取代固-气界面的过程。当σs-l ≤σs-g 时，固-液界面张力小于固-气界面张力，固体可以完全浸没在液体之中，发生浸没润湿；σs-l +σl-g ≤σs-g 时，固-液界面张力与液-气界面张力之和小于固-气界面张力，液体可以在固体表面完全铺展；σs-l ≤σs-g +σl-g时，固-液界面张力小于固-气界面张力与液-气界面张力之和，液体可以在固体表面发生粘附润湿，其中，润湿角cosθ= (σs-g -σs-l)/σl-g。在木材的胶合或涂饰中，砂磨或等离子体溅射等操作可以获得表面积和比表面张力σs-g都比较大的木材新表面，有利于获得有效的胶合和涂饰；同时，选择适合木材固体表面、σs-l和σl-g较小的胶粘剂或涂料也是提高胶合和涂饰效果的有效方法。
1.5弯曲液面下的附加压力和毛细管现象
弯曲液面下的附加压力 ΔP = 2σl-g /r
毛细管中的液面上升高度 h = 2σl-gcosθ/(rρg)
在毛细管内弯曲液面下附加压力的作用下，能润湿木材的胶液和涂料可以自发地进入木材管胞或其它空隙中，形成胶钉结构。
涂料和胶粘剂的制备、储存、运输与使用，还涉及到高聚物的聚合与固化原理，以及分散系统中悬浊液、乳浊液、溶胶的稳定和聚沉的原理。
1.6表面吸附
选择性吸附：活性炭（色素）、木材（水蒸气）、AgI(Ag+或I-)、Fe(OH)3(FeO+) 离子交换吸附：阳离子交换吸附（R-SO3H）、阴离子交换吸附（R-N(CH3)+OH- 2. 胶体
2.1胶团结构：
硝酸银过量时的碘化银溶胶：[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-]x+·xNO3- 碘化钾过量时的碘化银溶胶：[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+
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