题目
下列电极反应中,若将离子浓度减少一半,而其它条件不变,则电极电势增大的是 ( )A. ClO4- +2H+ +2e = ClO3- +H2O;B. Co3+ +e = Co2+C. S2O82-+2e = 2SO42-D. 2Hg2+ +2e = Hg22+
下列电极反应中,若将离子浓度减少一半,而其它条件不变,则电极电势增大的是 ( )
A. ClO4- +2H+ +2e = ClO3- +H2O;
B. Co3+ +e = Co2+
C. S2O82-+2e = 2SO42-
D. 2Hg2+ +2e = Hg22+
题目解答
答案
C. S2O82-+2e = 2SO42-
解析
本题考查电极电势与浓度的关系,需结合能斯特方程进行分析。关键点在于:
- 确定各电极反应的反应商Q,即产物浓度与反应物浓度的比值(注意离子的系数和电荷);
- 分析浓度减半对Q的影响,进而判断电极电势的变化方向;
- 电极电势增大的条件是Q减小(反应正向进行趋势增强)。
选项分析
A. $ClO_4^- + 2H^+ + 2e^- \rightarrow ClO_3^- + H_2O$
- 反应商:$Q = \frac{[ClO_3^-]}{[ClO_4^-][H^+]^2}$
- 浓度减半:$[ClO_4^-]$和$[H^+]$均减半,分母变为原值的$\frac{1}{8}$,Q增大。
- 电极电势变化:Q增大,反应逆向进行,电极电势降低。
B. $Co^{3+} + e^- \rightarrow Co^{2+}$
- 反应商:$Q = \frac{[Co^{2+}]}{[Co^{3+}]}$
- 浓度减半:$[Co^{3+}]$和$[Co^{2+}]$均减半,Q不变。
- 电极电势变化:Q不变,电极电势无变化。
C. $S_2O_8^{2-} + 2e^- \rightarrow 2SO_4^{2-}$
- 反应商:$Q = \frac{[SO_4^{2-}]^2}{[S_2O_8^{2-}]}$
- 浓度减半:$[S_2O_8^{2-}]$和$[SO_4^{2-}]$均减半,Q变为原值的$\frac{1}{2}$。
- 电极电势变化:Q减小,反应正向进行趋势增强,电极电势增大。
D. $2Hg^{2+} + 2e^- \rightarrow Hg_2^{2+}$
- 反应商:$Q = \frac{[Hg_2^{2+}]}{[Hg^{2+}]^2}$
- 浓度减半:$[Hg^{2+}]$和$[Hg_2^{2+}]$均减半,Q变为原值的$2$倍。
- 电极电势变化:Q增大,反应逆向进行,电极电势降低。