题目
13. (4.0分) Fe^3+/Fe^2+ 电对的电位在加入H_(3)PO_(4)后会____。(填增大、减小或不变)。
13. (4.0分) $Fe^{3+}/Fe^{2+}$ 电对的电位在加入$H_{3}PO_{4}$后会____。(填增大、减小或不变)。
题目解答
答案
### 问题解析
这个问题涉及到电化学中的电对电位变化。具体来说,我们需要分析在加入 $H_3PO_4$ 后,$Fe^{3+}/Fe^{2+}$ 电对的电位会发生怎样的变化。
1. **电对电位的基本概念**:
- 电对电位是指在标准条件下,氧化态和还原态物质之间的电位差。对于 $Fe^{3+}/Fe^{2+}$ 电对,电位可以表示为:
\[
E = E^\circ - \frac{0.0592}{n} \log \left( \frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]} \right)
\]
其中,$E^\circ$ 是标准电极电位,$n$ 是电子转移数(对于 $Fe^{3+}/Fe^{2+}$ 电对,$n = 1$)。
2. **磷酸的作用**:
- $H_3PO_4$ 是一种弱酸,它可以与 $Fe^{3+}$ 形成配合物,例如 $Fe(H_2PO_4)^+$。这种配合物的形成会降低溶液中自由 $Fe^{3+}$ 的浓度。
3. **配合物形成对电位的影响**:
- 当 $Fe^{3+}$ 与 $H_3PO_4$ 形成配合物时,溶液中自由 $Fe^{3+}$ 的浓度降低,而 $Fe^{2+}$ 的浓度保持不变。
- 根据能斯特方程:
\[
E = E^\circ - \frac{0.0592}{1} \log \left( \frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]} \right)
\]
由于 $[Fe^{3+}]$ 减小,$\frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]}$ 的值会增大,从而 $\log \left( \frac{[Fe^{2+}]}{[Fe^{3+}]} \right)$ 也会增大。
- 因此,$E$ 会减小,即电位会降低。
### 答案
加入 $H_3PO_4$ 后,$Fe^{3+}/Fe^{2+}$ 电对的电位会 **减小**。