1、 电化学基础 与氧化还原平衡 习题解答 1 1.根据反应式: 2MnO4-+10Fe2+ +16H+=2Mn 2+ +10Fe3+ +8H2O 设计成原电池,其原电池的表示式是 ( C ) (A) Fe | Fe2+ ,Fe3+ | Mn2+ ,MnO4-, H+ | Mn (B) Pt | MnO4-,Mn2+ ,H+ | Fe2+ ,Fe3+| Pt (C) Pt | Fe2+ ,Fe3+ | Mn2+ ,MnO4-,H+ | Pt (D) Mn | MnO4-,Mn2+ ,H+ | Fe2+，Fe3+ | Mn 一、选择题 2 2.将下列反应设计成原电池时，不用惰性电 极的是 （ C ）
2、 （A）H2+Cl2 = 2HCl （B）2Fe3+ +Cu = 2Fe2+ +Cu2+ （C）Ag+ +Cl = AgCl （D）2Hg2+ +Sn2+ = Hg22+ +Sn4+ 3 3. 下列叙述中，哪一说法不够正确（ C ） （A）氧化还原反应原则上都可设计成原电池； （B）测定的电池电动势总是正值； （C）电动势E若为正值，反应必发生； （D）得失电子数相同的一类反应，E值越大，反应 平衡常数越大。 4 4. 已知25时，电对 MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O的E1.5V, 若此时H由1 molL1减少到10-4 molL1,则该电子 对的电势变化值是 （ C ） （A）上升
3、0.38V （B）上升0.047V （C）下降0.38V （D）下降0.047V 5 5.已知电极反应ClO3-+6H+6e = Cl-+3H2O的 （ A ） （A）1.45V （B）0.73V （C）2.90V （D）-1.45V =-839.6kJmol-1，则E (ClO3-/Cl-)值为 6 6. 用测定电池电动势的方法不能求得如下数值的是（ B ） （A）溶液pH ； （B）反应速度常数； （C）酸碱电离常数； （D）溶度积常数。 7. 某氧化还原反应的电动势E是正值,这是指（ B ） （A）G 是正值，K1 （B）G 是负值，K1 （C）G 是正值，K0 （D）G 是负值，K0
4、所以，反应不能自发从左向右进行。 24 2.有一原电池，其电池符号为： Pt|H2(50.0kP)|H+(0.50 molL1) | | Sn4+(0.70 molL1) , Sn2+(0.50 mol L1) | Pt （1）写出半电池反应； （2） 写出电池反应； （3）计算原电池的电动势； （4）当E=0时，在保持p(H2)和c(H+)不变的情况下， c(Sn2+)/ c(Sn4+)等于多少？ 25 解：（1） (+) Sn4+ 2e =Sn2+ (-) H2 -2e = 2H+ ( 2 ) Sn4+ H2 = Sn2+ + 2H+ (3) 查表 E Sn4+/Sn 2+ = 0.151
5、v E Sn4+/Sn2+ = 0.151+ (0.0592/2)lg(0.7/0.5) = 0.155v E 2H+/H2 = 0 + (0.0592/2)lg0.52/(50/100) = -0.009 E池= ESn4+/Sn2+ - E2H+/H 2 = 0.0155 (-0.009) = 0.164v 26 (4) 当E = 0 时， E Sn 4+/ Sn 2+ = E Sn4+/ Sn 2+ +（0.059/2）lg Sn4+/ Sn2+ -0.009 = 0.151 +(0.0592/2)lgSn4+/ Sn2+ Sn4+/ Sn2+ = 3.7710-6, Sn2+/Sn4+
6、 = 2.6105 27 3.已知E (Ag+/Ag) =0.799V，Ag2C2O4的溶 度常数3.51011。 求Ag2C2O4+2e2Ag+C2O42 E=? 28 第八章 黑土、黑钙土、栗钙土 黑土、黑钙土、栗 钙土与黑垆土等从广义 的范围来说，基本上都 属于腐殖质的钙质土壤 。在景观上属于温带和 暖温带及半湿润与半干 旱草甸草原与灌木草原 类型。 1 1 黑土黑土景观及土壤剖面 2 2 第一，表层腐殖质积聚：土壤有机质不仅来自 草本植物的枝叶，更重要是也来自其根系，因而其 腐殖质层深厚、向下迁移过渡，且以胡敏酸为主， 一般H/F1 第二，土体一般均有碳酸盐积聚，且与大气干 燥度成正比
7、。 第三，土壤矿物多以水云母、蛭石和蒙脱石为 主，粘粒SiO2/R2O3为3.33.7左右。 特点： 3 3 第一节 黑土 中国黑土面积734.65万hm2,集中分布于北纬 4449，东经125127之间，以黑龙江、吉林两 省中部较多。 黑土是温带半湿润季风气候，森林草甸或草 原化草甸植被条件下，具有深厚腐殖质层，粘化B 层及风化B层的土壤，通体无石灰反应，呈中性。 自然土壤腐殖质含量50g/kg80g/kg，耕种化 土壤20g/kg40g/kg，向下呈舌状过渡，pH6.57.0 ，全剖面无石灰反应，盐基饱和度70%。 4 4 一、一、形成条件形成条件 气候气候：温带半湿润地区温带半湿润地区，
8、年均温0.56，10积 温25003000，夏季温暖，冬季漫长而严寒，无霜期 90140天。年降水量450650毫米，90以上的雨量 集中于暖季（49月），冬季少雪。土壤冻结深度达冻结深度达1 1 2 2米以上米以上。 植被植被：植被属于草原化草甸类型 草原化草甸类型，以杂类草群落为主 ，当地称为“五花草塘五花草塘”。其植物种类多，生长繁茂，一 般高4050厘米，覆盖度达8090；根系深达80 100厘米，但以表层20厘米最为集中。 地形：地形：波状起伏的波状起伏的低山丘陵低山丘陵，又称为漫岗，相对高度，又称为漫岗，相对高度 5 51010米。米。 成土母质：成土母质：更新统黄土状更新统黄土状
9、粘质沉积物粘质沉积物为主。为主。 5 5 二、黑土的成土过程、剖面形态、基本性状 与诊断特征 （一）黑土的成土过程 黑土的成土过程主要是腐殖质累积与分解、淋 溶与淀积过程。 1、腐殖质的累积与分解过程： 黑土地区气候冷凉半湿润，母质粘重，透水性不 良，并有季节性冻层存在，易形成上层滞水。草甸植 被生长繁茂，根系发达。漫长冬季，微生物活动受到 抑制，植物残体得不到充分分解，腐殖质得到累积， 形成含量高、层位厚的腐殖质层。一般该层可达 3050cm，高者可达100cm以上，垦前表土有机质含 量可达50g/kg80g/kg左右，这通常是其它草原土壤所 不能达到的。 6 6 2、淋溶和淀积过程： 黑土
10、的地形大都是波状起伏的漫川漫岗地， 夏季降水集中，降水后一部分形成地表径流，一 部分形成下渗水流，土体内易溶的有机胶体、养 分、灰分元素产生淋溶下移，并在淀积层中淀积 。因此，黑土层深厚，B层有明显的铁、锰、硅的 淀积物，以结核、斑状、粉末形态出现，在AB、 B层内结构体外围可见到大量暗棕色胶膜以及白色 SiO2粉末（硅酸盐水解形成），这与生物化学循 环、水分循环等淋溶淀积因素有关。 7 7 （二）剖面形态 黑土剖面基本发生层由Ah-ABs-Btq-C组成。 Ah层（腐殖质层）：3070cm，厚者可达100cm以上 。黑色，潮湿松软，粘壤土，团粒结构，水稳性团粒 可达50%以上。土体疏松多孔，
11、pH6.57.0。 ABs层（过渡层）：厚度不等，通常3050cm，暗灰 棕色，粘壤土，小块状结构，可明显见到上部腐殖质 淋溶的舌状条带，有黄色或黑色的填土动物穴， pH6.5左右。 Btq层（淀积层）：50100cm，底土母质粘重时层次 较薄且距地面较浅。颜色不均一，黄棕色，粘壤土， 土体紧实，上部为小棱块状，下部为大棱柱状，可见 到铁锰结核、胶膜、SiO2粉末等淀积物，pH7.0左右 。 C层（母质层）：为黄土状堆积物。 8 8 （三）基本特征与诊断特征 1、黑土的机械组成比较均一，土壤质地较粘 重，多为壤土到粘壤土，以粗粉沙和粘粒两级比重 为最多，各占30%40%左右。通常土层上部质地较
12、 轻，下层质地较重，粘粒有淋溶淀积现象。黑土的 机械组成受母质的影响很大，如母质为黄土状物质 者，则以粉沙、粘粒为主，若母质为红粘土者，则 粘粒含量明显增多。 9 9 2、黑土结构性好，自然土壤呈土层为团粒结构，水稳 性团粒可达50%以上。黑土开垦后随耕种时间增长， 团粒结构体变小，数量变少。 3、黑土容重1.01.4左右，耕垦后通常腐殖质降低， 淀积层层位提高。随着团粒结构的破坏，容重明显 增高。一般总孔隙度多在40%60%，毛管孔隙所占 比例较大，可占20%30%，通气孔度占20%左右， 因此，黑土层透水，持水、通气性均较好。 1010 4、黑土矿物组成中次生矿物以蒙脱石、伊利石为主 ，含
13、有少量绿泥石、赤铁矿、褐铁矿。不同粒级次 生粘土矿物组成比例有所差别。 5、黑土的有机质含量相当丰富，自然土壤多在 50100g/kg，耕种土壤明显降低，一般在 20g/kg40g/kg左右，黑土腐殖质组成中以胡敏酸为 主，H/F多在1以上，胡敏酸钙结合态比例较大，通 常可占30%40%。 1111 6、黑土为微酸性至中性反应，pH6.57.0左右，剖 面分异不明显。通体剖面无石灰反应，阳离子交 换量较高，为3545cmol(+)/kg，以钙镁为主，盐 基饱和度80%90%。 7、黑土的化学组成较为均匀，硅铁铝率为2.62.8 ，剖面分异铁锰氧化物在剖面内略有分异，淀积层 有增加的趋势。 8、
14、养分含量丰富，表层全氮1.5g/kg2.0g/kg，全磷 1g/kg左右，全钾13g/kg以上。 1212 综上所述，黑土的主要诊断特征为： 具有较深厚的暗色腐殖质层，向下逐渐过渡， 含量多在2050g/kg（耕地），组成以胡敏酸为主； pH6.57.0，剖面内通常无石灰反应；盐基交换量高 ，盐基饱和度多大于70%；SiO2、Al2O3、Fe2O3剖 面内分异不显著。 1313 三、黑土的亚类划分及其特征 根据黑土的成土条件、成土过程和属性，可 划分为典型黑土、白浆化黑土、草甸黑土、表潜 黑土四个亚类。 1414 四、与其他土类的区别 1.与暗棕壤的区别：暗棕壤的降水量多 600mm，属温带湿
15、润气候，土体受淋溶强度 大。 暗棕壤表层、淋溶层酸度比黑土大，pH6.06.5左 右，三氧化物、粘粒有一定分异，且B层粘化明显 ，Bt/A1.2，而且盐基饱和度比黑土略低。 2.与白浆土的区别：白浆土为淋溶土纲，A层 下可见由漂洗作用形成的白浆层。该层酸度偏大 ，pH5.56.0，盐基饱和度偏低。B层有粘化淀积 现象。且白浆土A层薄，向下呈水平过渡。 3.与黑钙土的区别：黑钙土土体淋溶度弱，土 层内有CaCO3淀积或钙积层，被划分为钙层土纲 。黑钙土pH7.08.0，呈中性及微碱性，盐基饱和 度高达90%以上。 1515 五、黑土的利用与培肥 （一）农田生态保护 （二）水土保持 （三）培肥土壤
16、 （四）土壤保墒耕作和灌排工程 1616 第二节 黑钙土 黑钙土：是温带半干润气候，在草甸草原植是温带半干润气候，在草甸草原植 被条件下，经历腐殖质积累过程和碳酸钙淋溶过被条件下，经历腐殖质积累过程和碳酸钙淋溶过 程所形成的具有黑色腐殖质表层，下部具有钙积程所形成的具有黑色腐殖质表层，下部具有钙积 层或石灰反应的土壤。层或石灰反应的土壤。 黑钙土分布于北纬黑钙土分布于北纬43484348，东经，东经119126119126之之 间，多集中分布于间，多集中分布于松嫩平原、大兴安岭两侧和和松 辽分水岭地区。东北以呼兰河为界，西达大兴安地区。东北以呼兰河为界，西达大兴安 岭西侧北至齐齐哈尔以北地区，
17、南达西辽河南岸岭西侧北至齐齐哈尔以北地区，南达西辽河南岸 。中国黑钙土面积。中国黑钙土面积1321.061321.06万万hmhm 2 2 。 内蒙、吉林、黑龙江、新疆 1717 黑钙土景观及剖面特点黑钙土景观及剖面特点 1818 一、一、形成条件形成条件 气候气候：温带半湿润气候温带半湿润气候，夏季温和多雨，冬季寒冷，夏季温和多雨，冬季寒冷 干燥；年均温干燥；年均温-1-1- -5 5，1010积温积温16001600 30003000，年降水量，年降水量350350450450毫米，年干燥度毫米，年干燥度 0 0. .9 91 1. .2 2；土壤冻结深度达；土壤冻结深度达1 1. .3
18、3米以上。米以上。 植被植被：草原和草甸草原，旱生菊科蒿类和禾本科草草原和草甸草原，旱生菊科蒿类和禾本科草 类为主的，覆盖度为类为主的，覆盖度为60609090。 地形地形：平缓丘陵、坡地。平缓丘陵、坡地。 成土母质成土母质：黄土状沉积物和砂性淤积物等黄土状沉积物和砂性淤积物等, ,较黑土粗。较黑土粗。 1919 二、黑又被称为PDPC法，就是英文“Process Decision Program Chart”的首个字母的缩写。 所谓PDPC法，它的用途就是在为了实现某个改进项目或 开发任务时，在制定项目计划或进行系统设计时，预测可 以考虑到的障碍或者意外，从而在意外或障碍出现时可以 找到预先
19、制定好的应急措施来保证任务的如期完成。 PDPC法首先由日本在1976年提出，于1979年引入中国， 是全面质量管理新七种工具之一。 56 第5章- 1.2 基本管理和策划工具过程决策程序图 57 过程决策程序图例子如下， 57 第5章- 1.2 基本管理和策划工具过程决策程序图 58 过程决策程序图的作用 当原定的计划出现意外时，过程决策程序图可以用在对可能 导致某个项目失败的种种情况做出相应的应急计划之中。 它在列出完成项目所需的所有任务时，随后预测并列出所有 可能发生的问题或障碍，对于每种障碍都能够做出一个预先 决定，即如果每一个问题发生的话，将采取什么应急措施。 意外事件计划应该包括确
20、保对采取措施所需资源的可获得性 。 58 第5章- 1.2 基本管理和策划工具系统图 59 系统图及其作用 系统图又称为“树图”，它将任务（或目标）层层分解为 实现目标所需要的详细步骤、方法，同项目管理中的工 作分解结构（WBS）相似。 59 第5章- 1.2 基本管理和策划工具系统图 60 系统图法的思路 系统图法思考问题的模式是，为了达到某个目的，就必须采取某个手段 ；为了实现这一手段，又必须考虑下一级水平的目的。这样，上一级水 平的手段，就成为下一级水平的目的，如下图所示， 60 第5章- 1.3 过程改进工具 61 企业是由许许多多个过程组成的，过程的持续改进是质量提高的关键因 素之一
21、。 为了有效改进组织的过程，很多企业组织创建或采用了一种或多种模式 ，这种模式具有其相对固定的操作步骤，作为过程改进的工具。 l问题的界定模式 l解决问题的模式及其步骤 l“5个为什么”思维模式 lPDCA/PDSA循环SIPOC分析过程 l过程改进模式及步骤 61 第5章- 1.3 过程改进工具 62 在使用一种改进方法之前，必须清楚界定问题并加以陈述。 问题的界定程序如下， l质量问题真实的、根本的原因必须辨识清楚。 l所谓问题，就是回答下面两个问题之间的差距， 过程目前的工作状态是什么，过程应当具有的状态是什 么？ 过程目前达到的结果是什么，要求的或期望的结果是什 么？ 对于问题的清楚界定和陈述，应当包括 对于问题的测量方法的陈述； 要求达到的目标陈述； 解决问题的进度时间表。 问题的界定模式 62
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