在0.5(mol/L)的(H)_2(SO)_4溶液中,2(Fe)^3++(Sn)^2+=2(Fe)^2++(Sn)^4+,已知铁电对和锡电对的条件电势分别为0.68( V)和0.09( V),则此滴定反应的化学计量点电势为( )(V)A 0.39B 0.29C 0.48D 0.5
在$0.5\text{mol/L}$的$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液中,$2\text{Fe}^{3+}+\text{Sn}^{2+}=2\text{Fe}^{2+}+\text{Sn}^{4+}$,已知铁电对和锡电对的条件电势分别为$0.68\text{ V}$和$0.09\text{ V}$,则此滴定反应的化学计量点电势为( )$\text{V}$
A $0.39$
B $0.29$
C $0.48$
D $0.5$
题目解答
答案
这是一道关于氧化还原滴定中化学计量点电势计算的题目。
推导过程:
-
确定氧化还原半反应及电子转移数:
已知滴定反应为:$2\text{Fe}^{3+} + \text{Sn}^{2+} = 2\text{Fe}^{2+} + \text{Sn}^{4+}$
该反应包含两个半反应:- 铁电对:$\text{Fe}^{3+} + \text{e}^- \rightleftharpoons \text{Fe}^{2+}$,转移电子数 $n_1 = 1$
- 锡电对:$\text{Sn}^{4+} + 2\text{e}^- \rightleftharpoons \text{Sn}^{2+}$,转移电子数 $n_2 = 2$
-
获取条件电极电势:
题目已知在 $0.5\text{mol/L}$ 的 $\text{H}_2\text{SO}_4$ 溶液中:- 铁电对的条件电势 $\phi'^{\circ}_{\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}} = 0.68\text{ V}$
- 锡电对的条件电势 $\phi'^{\circ}_{\text{Sn}^{4+}/\text{Sn}^{2+}} = 0.09\text{ V}$
-
计算化学计量点电势:
对于不对称的氧化还原滴定反应,化学计量点电势($\phi_{\text{sp}}$)的计算公式为:
$\phi_{\text{sp}} = \frac{n_1\phi'^{\circ}_1 + n_2\phi'^{\circ}_2}{n_1 + n_2}$
将已知数据代入公式:- $n_1 = 1$
- $\phi'^{\circ}_1 = 0.68\text{ V}$
- $n_2 = 2$
- $\phi'^{\circ}_2 = 0.09\text{ V}$
$\phi_{\text{sp}} = \frac{1 \times 0.68 + 2 \times 0.09}{1 + 2}$
$\phi_{\text{sp}} = \frac{0.68 + 0.18}{3}$
$\phi_{\text{sp}} = \frac{0.86}{3}$
$\phi_{\text{sp}} \approx 0.2867\text{ V}$四舍五入保留两位小数,得到 $0.29\text{ V}$。
答案:
B 0.29