题目
8.已知在 cdot (L)^-1(H)_(2)S(O)_(4) 介质中, (varphi )^theta +(Fe)^2+=0.68V, 现加入一定浓度的-|||-^-, 已知 lg (K)_(Fe{(CN))_(6)}^3-=43.6, lg (K)_(Fe{(CN))_(6)}^4-=35.4, 该体系中 ^3+/(Fe)^2+ 电对的-|||-条件电极电位为 ()-|||-(A)0.68V (B)0.77 v (C)gt 0.77V (D) lt 0.68V
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定电对的条件电极电位
在溶液中加入 ${CN}^{-}$ 后，${Fe}^{3+}$ 和 ${Fe}^{2+}$ 会与 ${CN}^{-}$ 形成配合物 ${Fe{(CN)}_{6}}^{3-}$ 和 ${Fe{(CN)}_{6}}^{4-}$。根据配合物的形成，电对的条件电极电位会受到影响。
步骤 2：计算配合物的形成常数
已知 $\lg {K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{3-}=43.6$ 和 $\lg {K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{4-}=35.4$，可以计算出 ${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{3-}$ 和 ${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{4-}$ 的值。
${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{3-}=10^{43.6}$，${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{4-}=10^{35.4}$。
步骤 3：计算条件电极电位
根据能斯特方程，条件电极电位 $\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}^{'}$ 可以表示为：
$\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}^{'}=\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}-\frac{RT}{nF}\ln\frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]}$
其中，$\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$ 是标准电极电位，$R$ 是气体常数，$T$ 是温度，$n$ 是电子转移数，$F$ 是法拉第常数。
由于 ${Fe}^{3+}$ 和 ${Fe}^{2+}$ 会与 ${CN}^{-}$ 形成配合物，所以需要考虑配合物的形成常数。
$\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}^{'}=\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}-\frac{RT}{nF}\ln\frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]}-\frac{RT}{nF}\ln\frac{[Fe{(CN)}_{6}]^{4-}}{[Fe{(CN)}_{6}]^{3-}}$
由于 ${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{3-}$ 和 ${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{4-}$ 的值很大，所以 $\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}^{'}$ 会小于 $\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$。
在溶液中加入 ${CN}^{-}$ 后，${Fe}^{3+}$ 和 ${Fe}^{2+}$ 会与 ${CN}^{-}$ 形成配合物 ${Fe{(CN)}_{6}}^{3-}$ 和 ${Fe{(CN)}_{6}}^{4-}$。根据配合物的形成，电对的条件电极电位会受到影响。
步骤 2：计算配合物的形成常数
已知 $\lg {K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{3-}=43.6$ 和 $\lg {K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{4-}=35.4$，可以计算出 ${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{3-}$ 和 ${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{4-}$ 的值。
${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{3-}=10^{43.6}$，${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{4-}=10^{35.4}$。
步骤 3：计算条件电极电位
根据能斯特方程，条件电极电位 $\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}^{'}$ 可以表示为：
$\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}^{'}=\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}-\frac{RT}{nF}\ln\frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]}$
其中，$\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$ 是标准电极电位，$R$ 是气体常数，$T$ 是温度，$n$ 是电子转移数，$F$ 是法拉第常数。
由于 ${Fe}^{3+}$ 和 ${Fe}^{2+}$ 会与 ${CN}^{-}$ 形成配合物，所以需要考虑配合物的形成常数。
$\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}^{'}=\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}-\frac{RT}{nF}\ln\frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]}-\frac{RT}{nF}\ln\frac{[Fe{(CN)}_{6}]^{4-}}{[Fe{(CN)}_{6}]^{3-}}$
由于 ${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{3-}$ 和 ${K}_{Fe{(CN)}_{6}}^{4-}$ 的值很大，所以 $\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}^{'}$ 会小于 $\varphi_{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$。