愛聽慢歌 發問時間: 科學化學 · 7 年前

物理化學解答(1)

5. 在下述反應式中,指出何者為氧化劑,何者為還原劑,並平衡方程

式 (請詳細列出平衡方程式之步驟)。

(a) MnO2(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → Mn2+(aq) + Cl2(g) + H2O(l)

(b) Br-(aq) + H+(aq) + SO42-(aq) → SO2(g) + Br2(l) + H2O(l)

6. 何謂勒沙特列原理?試舉例說明之。

7. 分別寫出20Ca與20Ca2+之電子組態。

8. CoCO3之溶度積常數為1.0 x 10—10,試求其溶解度(以M表示)。

9. 以0.100 M KMnO4溶液滴定40.0毫升的Fe2+酸性溶液,到達當量點時共加入了32.0毫升的KMnO4溶液,其反應如下:

MnO4- (aq) + 5Fe2+(aq) + 8H+(aq) → Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 4 H2O(l)

試求原來Fe2+溶液之容積莫耳濃度。

10.試求乙二醇CH2OHCH2OH 8.66克,溶於水100.0克所成溶液的凝固點。已知水之莫耳凝固點下降常數為1.86℃/m。

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  • Frank
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    7 年前
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    5. 在下述反應式中,指出何者為氧化劑,何者為還原劑,並平衡方程

    式 (請詳細列出平衡方程式之步驟)。

    解:

      (a) MnO2(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → Mn2+(aq) + Cl2(g) + H2O(l)

         氧化:Cl- ----->1/2Cl2,其中Cl-的氧化數由-1增加為0,增加1。

         還原:MnO2 -----> Mn2+,MnO2的Mn由+4減少為+2,減少2。

       故兩者的最小公倍數為2,所以將氧化的Cl-乘2,即可得以下結果。

         MnO2(s) + H+(aq) + 2Cl-(aq) → Mn2+(aq) + Cl2(g) + H2O(l)

       然後,再平衡O和H,可得結果如下:

         MnO2(s) + 4H+(aq) + 2Cl-(aq) → Mn2+(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)

       最後,再檢查兩邊的電荷數是否相等,即可完成平衡。

      (b) Br-(aq) + H+(aq) + SO42-(aq) → SO2(g) + Br2(l) + H2O(l)

         氧化:Br- -----> 1/2Br2,增加1。

         還原:SO42- -----> SO2,減少2。

       故兩者的最小公倍數為2,所以將氧化的Br-乘2,即可得以下結果。

       2Br-(aq) + 4H+(aq) + SO42-(aq) → SO2(g) + Br2(l) + 2H2O(l)

      

    6. 何謂勒沙特列原理?試舉例說明之。

    解:法國科學家勒沙特列(Henri LeChatelier, 1850–1936)在1883年於法蘭西學院擔任教授時,為了研究混凝土受水侵蝕作用,研究濃度、溫度、壓力對影響化學平衡等各種因素,1888年提出了這些因素對化學平衡移動的普遍性規律,即是著名的勒沙特列原理(Le Chatelier’s principle):其內容為當一個處在平衡的系統受到外力干擾時,例如:濃度、溫度、壓力等,則平衡會朝向抵消此破壞因素的方向移動,而達成新的平衡,我們可以藉此預測出平衡的移動情形。

      以濃度為例,如下的平衡反應方程式:

          2CrO4 (2-) + 2H+ -----> Cr2O7 (2-) + H2O

           黃色        橘紅色

      若在上述的平衡反應方程式中,加入酸性溶液,則使得左邊的氫離子濃度增加,平衡就會向右進行,溶液就會變成橘紅色。反之,若在上述的平衡反應方程式中,加入鹼性溶液,則使得左邊的氫離子濃度減少,平衡就會向左進行,溶液就會變成黃色,達成新的平衡。

      

    7. 分別寫出20Ca與20Ca2+之電子組態。

    解:20鈣-1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

      20鈣離子-1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (因為Ca2+少兩個電子)

      

    8. CoCO3之溶度積常數為1.0 x 10—10,試求其溶解度(以M表示)。

    解:     CoCO3 -----> Co2+ + CO32-

        溶解前       0   0

        溶解後       X   X

        Ksp=[Co2+][CO32-]= X^2 =1.0x10^-10  X = 10^-5 M

      故其溶解度為10^-5 M。

      

    9. 以0.100 M KMnO4溶液滴定40.0毫升的Fe2+酸性溶液,到達當量點時共加入了32.0毫升的KMnO4溶液,其反應如下:

     MnO4-(aq) + 5Fe2+(aq) + 8H+(aq) → Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 4 H2O(l)

     試求原來Fe2+溶液之容積莫耳濃度。

    解:當到達當量點時,表示未知的反應物已消耗完,故可依上述的化學反應方程式的係數關係成比例,假設Fe2+的容積莫耳濃度為M,並列式如下。

       MnO4-:Fe2+= 1:5 = 0.1x0.032:Mx0.04   M = 0.4 M

      

    10.試求乙二醇CH2OHCH2OH 8.66克,溶於水100.0克所成溶液的凝固點。已知水之莫耳凝固點下降常數為1.86℃/m。

    解:首先,先計算乙二醇的重量莫耳濃度如下。

           m = (8.66/62)/0.1 = 1.397 m

      然後,代入凝固點下降公式可得:

           Km = 1.86x1.397 = 2.60 ℃

      所以,此乙二醇溶液的凝固點降為-2.60℃。

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