题目
【题目】已知电对 Cu^(2+)/Cu^+ 的 E^Θ=0.15V ,电对 I_2/I 的 E^Θ=0.54V ,CuI的K_pΘ=1.3*10^(-12) (1)试求氧化还原反应Cu^(2+)+2I°=CuI+1/21298K时的平衡常数;2)若溶液中 Cu^(2+) 的起始浓度为0.10 mol·dm-3,I的起始浓度为1.0 mol+dm-3,试计算达到平衡时留在溶液中 Cu^(2+) 浓度。
【题目】已知电对 Cu^(2+)/Cu^+ 的 E^Θ=0.15V ,电对 I_2/I 的 E^Θ=0.54V ,CuI的K_pΘ=1.3*10^(-12) (1)试求氧化还原反应Cu^(2+)+2I°=CuI+1/21298K时的平衡常数;2)若溶液中 Cu^(2+) 的起始浓度为0.10 mol·dm-3,I的起始浓度为1.0 mol+dm-3,试计算达到平衡时留在溶液中 Cu^(2+) 浓度。
题目解答
答案
【解析】解:(1)将氧化还原反应Cu^(2+)+2T=CuI+1/2I 看成原电池反应,其负极为1/2I_2+e_2-I_1 E_-=0.54V 其正极为Cu2+ I"+ e==Cul E将E看成Cu^(2+)+e^-=Cu^+ 的非标准电极电势E,这个非标准状态是由 c(T^-)=1.0mol⋅dm^(-3) 时的c(Cu*)决定的。CuI=Cu^++I^- K_(ap)=1.3*10^(-12) c(Cu^-)=(K_9^0)/(c(T^-))=(1.3*10^(-12))/(1.0)=1.3*10^(-12) 将其代人能斯特方程,得E=E+0.059 V lg1/(c(Cu^+)) =0.15 V+0.059 V1g1/(1.3*10^(-12)) =0.85V氧化还原反应E=E-E=0.85 V-0.54 V=0.31 V由E=.09VgK得lgK^-=(zE^Θ)/(0.059V)=(0.31V)/(0.059V)=5.25 所以x^Θ=1.8*10^5 (2)Cu^(2+)+2T=CuI+1/2I 2c_0/(mol⋅dm^(-3)) 0.101.0c/(mol.dm-3)1 1.0-0.10*2x为平衡时溶液中的Cu2的相对浓度,由于K值大,反应彻底,可以认为0.10 mol·dm3的Cu3几乎反应完全,故c(I)为 (1.0-0.10*2)mol⋅dm^(-3)K^Θ=1/(c(Cu^(2n))[e(1^-)]^2) 1=1/(x(1.0-0.10*2)^2) =1 .8*10^5x=8.7*10^(-6)即溶液中Cu2*的浓度为8 7*10^(-6)mol⋅dm^(-3) 。
解析
步骤 1：计算氧化还原反应的平衡常数
将氧化还原反应Cu^(2+)+2I°=CuI+1/2I_2看成原电池反应，其负极为1/2I_2+e_2-I_1，E_-=0.54V，其正极为Cu^(2+)+e^-=Cu^+，E^Θ=0.15V。CuI的K_pΘ=1.3*10^(-12)。根据能斯特方程，计算E^Θ，再根据E^Θ计算平衡常数K^Θ。
步骤 2：计算达到平衡时留在溶液中 Cu^(2+) 浓度
根据反应方程式Cu^(2+)+2I°=CuI+1/2I_2，计算Cu^(2+) 和I^-的平衡浓度。由于K值大，反应彻底，可以认为0.10 mol·dm^(-3)的Cu^(2+)几乎反应完全，故I^-的平衡浓度为(1.0-0.10*2)mol⋅dm^(-3)。根据平衡常数K^Θ计算Cu^(2+)的平衡浓度。
将氧化还原反应Cu^(2+)+2I°=CuI+1/2I_2看成原电池反应，其负极为1/2I_2+e_2-I_1，E_-=0.54V，其正极为Cu^(2+)+e^-=Cu^+，E^Θ=0.15V。CuI的K_pΘ=1.3*10^(-12)。根据能斯特方程，计算E^Θ，再根据E^Θ计算平衡常数K^Θ。
步骤 2：计算达到平衡时留在溶液中 Cu^(2+) 浓度
根据反应方程式Cu^(2+)+2I°=CuI+1/2I_2，计算Cu^(2+) 和I^-的平衡浓度。由于K值大，反应彻底，可以认为0.10 mol·dm^(-3)的Cu^(2+)几乎反应完全，故I^-的平衡浓度为(1.0-0.10*2)mol⋅dm^(-3)。根据平衡常数K^Θ计算Cu^(2+)的平衡浓度。