（十九） 钛 钒 铬 锰 钼 钨

1．25℃ 时在酸性溶液中有下列电对的标准电极电势：

ΘΘΘ

?(MnO4/MnO42)＝＋0.56 v ，?(MnO4/MnO2)＝＋1.695 v ，?(MnO2/Mn2)＝＋1.23 v ，

－

－

－

＋

试解答以下问题：

Θ

⑴ 画出锰的元素电势图 ，并计算出 ?(MnO42

－

－

/ MnO2) ；

⑵ 据此说明 MnO42在酸性溶液中是否稳定？写出有关化学方程式 ；

－＋

⑶ 据此说明 MnO4溶液与 Mn2 溶液混合时，将发生什么反应？写出有关化学方程式。 ***

＋－＋Θ

2．已知 ： MnO2 ＋ 4 H ＋ e ＝ Mn3 ＋ 2 H2O ? ＝ 0.95 v

＋－＋Θ

Mn3 ＋ e ＝ Mn2 ? ＝ 1.51 v

计算在 [H]＝0.001 mol?L1 时 ，Mn3能否自发歧化为 MnO2 和 Mn2 ？若能歧化 ，

Θ

则写出歧化反应式 ，并计算该反应的平衡常数 K。***

－－

3．某含铬和锰的钢样品10.00 g ，经适当处理后 ，铬和锰被氧化为 Cr2O72和MnO4 的

溶液共250 ml 。精确量取上述溶液10.00 ml ，加入BaCl2 溶液并调节酸度 ，使沉淀析

－

出完全 ，得到0.0549 g 的 BaCrO4 ，而MnO4 仍留在溶液中 。另外取一份上述溶液

＋－

10.00 ml ，在酸性介质中用标准Fe2溶液（0.075 mol?L1）滴定 ，共用去15.95 ml 。

计算钢样品中铬和锰的百分含量 。（Cr 原子量 52.00 ，BaCrO4式量 253.3 ，Mn 原子量 54.94）****

＋＋＋Θ－

4．已知 [Cr (H2O)6]3 ＝ [Cr (OH)(H2O)5]2 ＋ H K ＝1.0×104

＋

－

＋

＋

试计算溶液中0.10 mol?L1 Cr3 不发生水解的最低 pH 值 。***

－－ΘΘ－

5．已知 ：Cr (OH)3 (s) ＋ OH ＝ [Cr (OH)4] K＝0.40 ，KspCr(OH)3＝6.3×1031，

－Θ－＋

求 [Cr (OH)4] 的稳定常数 K稳。在1.0 L 0.1 mol?L1 的Cr3溶液中 ，Cr (OH)3沉淀

－

＋

完全时 ，问溶液的pH值是多少？要使沉淀出的Cr (OH)3 刚好在1.0 L NaOH 溶液中完

－－

全溶解并生成 [Cr (OH)4]，问平衡时溶液的 [OH]是多少 ？***

6．处理含Cr (Ⅵ) 废水的一种方法是用 FeSO4 把 Cr (Ⅵ) 还原为 Cr (Ⅲ) 并转化为铁氧体：

＋＋＋

Fe2Crx3Fe2－x3O4 。

⑴ 计算需加至少应为废水中CrO3含量多少倍的固体FeSO4·7 H2O ；

⑵ 分别计算Fe(OH)3 、Cr(OH)3 和Fe(OH)2 沉淀完全需要的pH ；Cr(OH)3 溶解在氢氧

化钠中的pH 。

Θ－Θ－

（式量：FeSO4 ·7 H2O＝278 ，CrO3＝100；KspFe(OH)3＝4×1038 ，KspFe(OH)2＝8×1016，

Θ－－－Θ

KspCr(OH)3＝6×1031 ，Cr (OH)3 (s) ＋ OH ＝ [Cr (OH)4] K＝0.40 ，）***

－

7．将 0.5000 g 铬铁矿Fe (CrO2)2 以 Na2O2 熔融 ，然后加入 6 mol?L1 的硫酸酸化溶液，

－＋

以 50.00 ml 0.1200 mol?L1 的硫酸亚铁铵溶液处理，过剩的Fe2需15.05 ml K2Cr2O7

＋

标准溶液氧化（1 ml K2Cr2O7 和 0.00600 g Fe2反应）。计算样品中铬的含量 。 （原子量：Fe 55.85 ，Cr 51.996 ，K 39.098 ，O 16）***

8．现有钛铁矿样品0.5000 g ，经酸溶后以氨水沉淀出氢氧化物，过滤、洗涤后使之溶于酸，

将溶液精确分为两份。第一份溶液经锌汞齐将Ti(Ⅳ)还原为Ti(Ⅲ)、将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ)后，恰好与11.60 ml 的KMnO4 完全反应（该KMnO4 溶液1 ml 相当于0.005934 g As2O3 氧化至H3AsO4）；第二份溶液通入SO2 将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ)，反应完全后赶去过量的

＋

SO2 ，滴定Fe2时用去上述KMnO4 溶液3.60 ml 。计算样品中TiO2 和Fe2O3的百分含量。（式量 As2O3 197.8 Fe2O3 159.7 TiO2 79.9 ）***

9．将39.5 g K2Cr2O7 溶于120 ml 水中，小心地加入19 g H2SO4（相对密度为1.84 ，质量

百分浓度为98％），冷却并用SO2 饱和，然后将溶液在室温下静置，使之结晶，此结晶物是什么？若该结晶物在室温下的溶解度为24.4 g ，计算可从溶液中析出此结晶物多少克？（原子量 K 39.10 Cr 52.00 S 32.07 O 16.00 H 1.00）***

－－－

10．在含有Cl离子和CrO42离子的混合溶液中（两者的浓度均为0.010 mol·L1），逐滴加

入AgNO3溶液，何者先沉淀？两者能否基本分离？

Θ－Θ－

（已知 KspAgCl＝1.8×1010 ，KspAg2CrO4＝2.0×1012）**

＋＋＋Θ－

11．已知反应 [Cr (H2O)6]3 [Cr (OH)(H2O)5]2 ＋ H 的 K＝1.0×104 ，计算在

0.10 mol·L1 的 Cr3溶液中pH＝2时的水解百分率。**

－

＋

－

12．工业上处理含CrO42废水时，常用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀的方法除去Cr(Ⅵ)。

＋

若在中性溶液中除去铬，Ba2浓度应不小于多少才能使废水中Cr(Ⅵ)含量达到排放标

－－Θ－Θ－

（1.19×107 mol·L1）？（已知：H2CrO4 的Ka1＝ 1.8×101 ，Ka2＝3.2×107 ，

Θ－

KspBaCrO4＝1.2×1010）***

（二十） 铁 钴 镍 铂系 1．Fe 的元素电势图为： FeO42

－

1. 9 v

Fe3

＋ 0. 771 v

Fe2

＋ － 0. 414 v

Fe

⑴ 问酸性溶液中 Fe3 能否将 H2O2 氧化成 O2 ？

＋－Θ

已知 O2 ＋ 2 H ＋2 e ＝ H2O2 ?＝0.682 v ,

＋

⑵ 计算下列反应的平衡常数（酸性溶液 ，298 K ）

＋＋

Fe( s ) + 2 Fe3(aq) ＝ 3 Fe2(aq) **

2．采用 4.00 g 铁屑和 10.0 g (NH4)2SO4 及足量 H2SO4 作原料制备硫酸亚铁铵时，产 品的理论产量应该多少克 ？（原子量：Fe 55.85 , 分子量：FeSO4 151.9 ,

(NH4)2SO4 132.0 , (NH4)2Fe(SO4)2?6 H2O 391.9 ）***

－－Θ

3．已知：Ksp Co(OH)3 ＝ 2.0×1044 ，Ksp Co(OH)2＝2.0×1015 ，?(Co3+ / Co2+) ＝ 1.80 v ，

Θ

计算?( Co(OH)3/ Co(OH)2) 值，并由计算结果讨论Co(Ⅲ)和Co(Ⅱ) 的氧化还原性。**

4．在实验室中常用重铬酸钾溶液来测定硫酸亚铁铵的纯度 。称取硫酸亚铁铵1.7000 g ， [硫酸亚铁铵：(NH4)2Fe(SO4)2?6 H2O] ，称取 9.806 g 分析纯K2Cr2O7配制成1.000 L 标

准溶液 。测定中用去 K2Cr2O7 标准溶液20.00 ml 。试求硫酸亚铁铵的纯度 。 （式量：(NH4)2Fe(SO4)2?6 H2O 391.9 ，K2Cr2O7 294.2 ）***

＋＋－－

5．根据下列数据讨论在热力学标准状态下 ， Fe3 、Fe2 和 Fe (CN)63 、Fe (CN)64 与

－

I2 、I 的反应倾向 ，计算反应的平衡常数 。

ΘΘ

（已知：?(Fe3+ / Fe2+) ＝ 0.771 v ， ?(I2 / I) ＝ 0.535 v

－

K

Θ

稳 Fe(CN)63－＝ 1.0×1042 ， K

Θ

稳 Fe(CN)64－＝ 1.0×1035 ）***

－

6．试求在 0.10 mol?L1 的 FeCl3 溶液中 ，一级水解反应的水解常数和水解度 。（已知：

＋

Fe (OH)2 的 K稳＝6.7×1011）****

7．称取某含铁试样0.5000 g ，经过处理后用KMnO4 溶液滴定以测定其中铁的含量 。在

－

滴定时用了0.04000 mol?L1 的KMnO4 溶液35.22 ml 。由于滴定时过了终点 ，最后又以1.23 ml FeSO4 (每ml FeSO4 相当于0.88 ml KMnO4 )进行回滴 。计算该试样的含铁百分率 。（Fe 原子量 55.85）***

Θ－Θ－Θ－

8．已知：KspCu (OH)2＝2.2×1020，KspFe (OH)2＝8.0×1016，KspFe (OH)3＝4.0×1038 ， 现有浓度为 1.0 mol?L1 的CuSO4 溶液 ，其中含有 Fe2 和 Fe3 杂质 ，根据上面的

数据 ，通过计算试设计一个除去这些杂质的方案 。****

－＋＋

9．在 0.10 mol?L1 的 Fe3 溶液中 ，若仅有水解产物 [Fe (OH)(H2O)5]2 生成 ，求此溶

＋＋＋Θ

液的pH 值 。 （已知反应 [Fe (H2O)6]3 ＝ [Fe (OH)(H2O)5]2 ＋ H 的 K＝

－

＋

＋

8.91×104）***

＋＋

10．分别计算在标准状态下Fe3离子氧化Cu和Fe 从Cu2离子溶液中置换出Cu 两个反应的

ΘΘΘ

平衡常数 。（已知：?(Fe3+ / Fe2+)＝0.771 v ，?(Fe2+ / Fe)＝－0.44 v?(Cu2+ / Cu)＝0.337 v ）

－

**

11．将纯铁丝521 mg（原子量55.8）在惰性气氛下溶于HCl 溶液中，往上述热溶液中加入

－

253 mg KNO3（式量 101 ）反应完后，用浓度为 0.0167 mol?L1 的K2Cr2O7 滴定溶液

＋－

中的 Fe2 ，用去18.00 ml 。试根据Fe 和 NO3 的化学计量关系写出反应式。***

12．Ni (CO)4在常温下是挥发性的气体。因此制备纯金属Ni就利用这一性质，在较低温度下，

将粉末状Ni与CO作用，使之生成挥发性的Ni (CO)4而与杂质分离，然后将Ni (CO)4在高温下分解，得到纯度很高的Ni 。试计算在87℃、97.3 kPa 下，用过量的CO与10.0 g Ni 作用，能得到多少体积的 Ni (CO)4？ （原子量 Ni 58.7 C 12 O 16 ）**

－＋

13．在0.10 mol?L1 的Fe3溶液中，发生如下水解反应：

＋＋＋Θ－

Fe 3 ＋ H2O [Fe (OH) ]2 ＋ H K＝8.9×104

＋＋Θ

若仅有水解产物[Fe (OH) ]2形成，计算[Fe (OH) ]2的K稳。**

－＋＋

14．在0.10 mol?L1 的Fe3溶液中Fe3离子的水解度为23％ ，计算该溶液的pH 。**

＋－－

15．一配合物是由Co3离子、NH3分子和Cl离子组成，从11.67 g 该配合物中沉淀出Cl离

子，需要8.5 g AgNO3（式量为170），又分解相同量的该配合物可得到4.48 L 氨气（标准状况下）。已知该配合物的相对分子质量为233.3 ，试写出其化学式，并指出其内界、外界的组成。**

16．将0.225 g 含有Fe2O3 的铁样品溶于盐酸后，用过量的SnCl2 进行还原，过量的SnCl2

用HgCl2除去。将溶液稀释后，用KMnO4溶液滴定，共消耗37.5 ml KMnO4溶液。已知该KMnO4溶液的浓度为1 L 中含有3.132 g KMnO4 。试计算样品中Fe 和Fe2O3 的百分