题目
写出下列电池的电池反应： Cd(s)|Cd 2+ (a=0.01)|Cl - (a=0.5)|Cl 2 (100kPa)|Pt，并计算298K时，各电极的电极电势及电池电动势，根据计算结果指出此电池反应能否自发进行?
写出下列电池的电池反应： Cd(s)|Cd 2+ (a=0.01)|Cl - (a=0.5)|Cl 2 (100kPa)|Pt，并计算298K时，各电极的电极电势及电池电动势，根据计算结果指出此电池反应能否自发进行?
题目解答
答案
电池反应为 Cd(s)+Cl 2 (100kPa)→Cd 2+ (a=0.01)+2Cl - (a=0.5) 电极反应为 负极 Cd(s)→Cd 2+ (a=0.01)+2e 正极 Cl 2 (100kPa)+2e - →2Cl - (a=0.5) E=φ + -φ - =1.3773+0.4620=1.8393V 因为电池电动势E＞0，故此电池反应能自发进行。
解析
步骤 1：确定电池反应
电池反应为：Cd(s) + Cl₂(g) → Cd²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)
步骤 2：确定电极反应
负极反应：Cd(s) → Cd²⁺(aq) + 2e⁻
正极反应：Cl₂(g) + 2e⁻ → 2Cl⁻(aq)
步骤 3：计算电极电势
负极电势：φ(Cd²⁺/Cd) = φ°(Cd²⁺/Cd) + (0.0592/2) * log(a(Cd²⁺))
正极电势：φ(Cl₂/Cl⁻) = φ°(Cl₂/Cl⁻) + (0.0592/2) * log(a(Cl⁻)²/a(Cl₂))
步骤 4：计算电池电动势
E = φ(Cl₂/Cl⁻) - φ(Cd²⁺/Cd)
步骤 5：判断反应自发性
如果E > 0，则反应自发进行。
电池反应为：Cd(s) + Cl₂(g) → Cd²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)
步骤 2：确定电极反应
负极反应：Cd(s) → Cd²⁺(aq) + 2e⁻
正极反应：Cl₂(g) + 2e⁻ → 2Cl⁻(aq)
步骤 3：计算电极电势
负极电势：φ(Cd²⁺/Cd) = φ°(Cd²⁺/Cd) + (0.0592/2) * log(a(Cd²⁺))
正极电势：φ(Cl₂/Cl⁻) = φ°(Cl₂/Cl⁻) + (0.0592/2) * log(a(Cl⁻)²/a(Cl₂))
步骤 4：计算电池电动势
E = φ(Cl₂/Cl⁻) - φ(Cd²⁺/Cd)
步骤 5：判断反应自发性
如果E > 0，则反应自发进行。