题目
如果想增加原电池(-)Zn|Zn2+‖Cu2+|Cu(+)的电动势,应采取的措施为 ( )A. 增加Zn2+浓度,其余不变B. 增加Cu2+浓度,其余不变C. 增加Zn片面积,其余不变D. 增加Cu片面积,其余不变
如果想增加原电池(-)Zn|Zn2+‖Cu2+|Cu(+)的电动势,应采取的措施为 ( )
A. 增加Zn2+浓度,其余不变
B. 增加Cu2+浓度,其余不变
C. 增加Zn片面积,其余不变
D. 增加Cu片面积,其余不变
题目解答
答案
B. 增加Cu2+浓度,其余不变
解析
步骤 1:理解原电池的电动势
原电池的电动势是由两个半电池的电极电势差决定的。对于(-)Zn|Zn2+‖Cu2+|Cu(+),电动势E由Zn和Cu的电极电势差决定,即E = E(Cu) - E(Zn)。
步骤 2:分析电极电势的影响因素
电极电势受电极材料和电解质溶液中离子浓度的影响。根据能斯特方程,电极电势E与离子浓度c的关系为E = E° - (RT/nF)ln(c),其中E°是标准电极电势,R是气体常数,T是温度,n是电子转移数,F是法拉第常数。
步骤 3:分析选项
A. 增加Zn2+浓度,根据能斯特方程,Zn的电极电势会降低,从而降低原电池的电动势。
B. 增加Cu2+浓度,根据能斯特方程,Cu的电极电势会升高,从而增加原电池的电动势。
C. 增加Zn片面积,不会影响电极电势,因为电极电势与电极材料和电解质溶液中离子浓度有关,与电极面积无关。
D. 增加Cu片面积,同理,不会影响电极电势。
原电池的电动势是由两个半电池的电极电势差决定的。对于(-)Zn|Zn2+‖Cu2+|Cu(+),电动势E由Zn和Cu的电极电势差决定,即E = E(Cu) - E(Zn)。
步骤 2:分析电极电势的影响因素
电极电势受电极材料和电解质溶液中离子浓度的影响。根据能斯特方程,电极电势E与离子浓度c的关系为E = E° - (RT/nF)ln(c),其中E°是标准电极电势,R是气体常数,T是温度,n是电子转移数,F是法拉第常数。
步骤 3:分析选项
A. 增加Zn2+浓度,根据能斯特方程,Zn的电极电势会降低,从而降低原电池的电动势。
B. 增加Cu2+浓度,根据能斯特方程,Cu的电极电势会升高,从而增加原电池的电动势。
C. 增加Zn片面积,不会影响电极电势,因为电极电势与电极材料和电解质溶液中离子浓度有关,与电极面积无关。
D. 增加Cu片面积,同理,不会影响电极电势。