题目
2.[填空题]Fe^3+/Fe^2+电对的电位在加入KF后会____。(填增大、减小或不变)第1空:
2.[填空题]
$Fe^{3+}/Fe^{2+}$电对的电位在加入KF后会____。
(填增大、减小或不变)
第1空:
题目解答
答案
减小
解析
本题考查电极电位的影响因素,核心在于理解配位效应对电极电位的作用。
关键点:
- Fe³+与F⁻的配位反应:KF中的F⁻会与Fe³+结合形成稳定的配合物[FeF₆]³⁻,导致溶液中游离Fe³+的浓度降低。
- 能斯特方程的应用:根据公式 $E = E^\circ - \frac{RT}{nF} \ln Q$,当氧化态离子(Fe³+)的浓度降低,电极电位会减小。
- 配位作用的本质:配位反应改变了Fe³+的有效浓度,而非直接改变标准电极电位($E^\circ$),因此电位降低。
-
配位反应的发生
加入KF后,F⁻与Fe³+发生配位反应:
$\text{Fe}^{3+} + 6\text{F}^- \rightleftharpoons [\text{FeF}_6]^{3-}$
生成的配合物[FeF₆]³⁻会消耗部分Fe³+,使溶液中游离Fe³+的浓度降低。 -
电极电位的变化分析
根据能斯特方程:
$E = E^\circ - \frac{0.0592}{n} \log \frac{[\text{Fe}^{2+}]}{[\text{Fe}^{3+}]}$
当Fe³+的浓度降低(因被配位),分母$[\text{Fe}^{3+}]$减小,导致比值$\frac{[\text{Fe}^{2+}]}{[\text{Fe}^{3+}]}$增大,从而使得电极电位$E$减小。