题目

10.298K时,已知如下三个电极的反应及标准还原电极电势,-|||-如将电极(1)与(3)和(2)与(3)分别组成自发电池(设活度均为1),-|||-写出电池的书面表达式、电池反应式并计算电池的标准电动势。-|||-(1) ^2+((a)_(Fe)^2+)+2(e)^-=!=!= Fe(s) (varphi )_({F)_(e)}^2+(Fe)_(e)=-0.440V;-|||-(2) (s)+(e)^-=!=!= Ag(s)+(Cl)^- varphi (e)^e-AAgCHAg=0.2223V;-|||-(3) _(2)((p)^theta )+2(e)^-=!=!= 2(Cl)^-((a)_(c1)) varphi (Cl)_(2)(l)_(1)=1.3583V

题目解答

答案

解析

本题考查原电池的组成、电极反应式的确定及标准电动势的计算。解题核心在于：

  1. 判断阴阳极：标准还原电极电势高的电极作为阴极（发生还原反应），低的作为阳极（发生氧化反应）。
  2. 书写电池反应式：将阳极氧化反应与阴极还原反应相加，抵消公共离子。
  3. 计算电动势：公式为 $E^\circ = \varphi_{\text{阴极}} - \varphi_{\text{阳极}}$，注意阳极的电极电势需取其还原反应的电势值。

电极(1)与(3)组成的电池

判断阴阳极

  • 阴极（还原反应）：电极(3) $\varphi = 1.3583\ \text{V}$，高于电极(1)的 $\varphi = -0.440\ \text{V}$，故电极(3)为阴极。
  • 阳极（氧化反应）：电极(1)为阳极，反应方向反转：$Fe(s) \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-$。

电池反应式

将两电极反应相加：
$Cl_2 + Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2Cl^-$

计算电动势

$E^\circ = \varphi_{\text{阴极}} - \varphi_{\text{阳极}} = 1.3583\ \text{V} - (-0.440\ \text{V}) = 1.7983\ \text{V} \approx 1.798\ \text{V}$

电极(2)与(3)组成的电池

判断阴阳极

  • 阴极（还原反应）：电极(3) $\varphi = 1.3583\ \text{V}$，高于电极(2)的 $\varphi = 0.2223\ \text{V}$，故电极(3)为阴极。
  • 阳极（氧化反应）：电极(2)为阳极，反应方向反转：$Ag(s) \rightarrow AgCl(s) + e^-$。

电池反应式

将两电极反应相加：
$2Ag(s) + Cl_2 \rightarrow 2AgCl(s)$

计算电动势

$E^\circ = \varphi_{\text{阴极}} - \varphi_{\text{阳极}} = 1.3583\ \text{V} - 0.2223\ \text{V} = 1.1360\ \text{V} \approx 1.136\ \text{V}$