题目
10 分 (4959)在298 K时, 有一含有Zn2+和Cd2+的浓度均为0.1 mol·kg—1的溶液, 用电解沉积的方法把它们分离, 试问:(1) 哪种离子首先在阴极析出? 用光亮Pt作阴极, H2在Pt上的超电势为0.6 V 。(2) 第二种金属开始析出时, 前一种金属剩下的浓度为多少? 设活度系数均为1,已知: ＄ (Zn2+/ Zn) = -0。763 V, (Cd2+/ Cd) =—0.403 V
10 分 (4959)
在298 K时, 有一含有Zn2+和Cd2+的浓度均为0.1 mol·kg—1的溶液, 用电解沉积的方
法把它们分离, 试问:
(1) 哪种离子首先在阴极析出? 用光亮Pt作阴极, H2在Pt上的超电势为0.6 V 。
(2) 第二种金属开始析出时, 前一种金属剩下的浓度为多少? 设活度系数均为1,
已知: ＄ (Zn2+/ Zn) = -0。763 V, (Cd2+/ Cd) =—0.403 V
题目解答
答案
最佳答案
10 分 (4959)
[答] (1) (Zn2+/Zn) = ＄ (Zn2+/Zn) +(RT/2F)ln (Zn2+) =-0.793 V
(Cd2+/Cd) = ＄ (Cd2+/Cd) +(RT/2F)ln (Cd2+) =-0.433 V
(H+/H2) = ＄ (H+/H2)+(RT/F)ln (H+)— (H2)= -1.014 V (6分)
所以Cd首先在阴极析出
(2) 当Zn开始析出时
(Cd2+/Cd) = ＄ (Cd2+/Cd) +(RT/2F)ln (Cd2+) =-0。793 V
(Cd2+) =6。0×10-14, m(Cd2+)=6。0×10-14 mol·kg-1 (4分)
解析
步骤 1：计算Zn2+和Cd2+的电极电势
根据能斯特方程，计算Zn2+和Cd2+的电极电势。已知Zn2+和Cd2+的浓度均为0.1 mol·kg—1，活度系数均为1，所以可以直接使用能斯特方程计算电极电势。
步骤 2：比较电极电势
比较Zn2+和Cd2+的电极电势，确定哪种离子首先在阴极析出。电极电势越低，越容易在阴极析出。
步骤 3：计算第二种金属开始析出时，前一种金属剩下的浓度
当第二种金属开始析出时，第一种金属的浓度可以通过能斯特方程计算得出。已知第二种金属的电极电势，可以计算出第一种金属的浓度。
根据能斯特方程，计算Zn2+和Cd2+的电极电势。已知Zn2+和Cd2+的浓度均为0.1 mol·kg—1，活度系数均为1，所以可以直接使用能斯特方程计算电极电势。
步骤 2：比较电极电势
比较Zn2+和Cd2+的电极电势，确定哪种离子首先在阴极析出。电极电势越低，越容易在阴极析出。
步骤 3：计算第二种金属开始析出时，前一种金属剩下的浓度
当第二种金属开始析出时，第一种金属的浓度可以通过能斯特方程计算得出。已知第二种金属的电极电势，可以计算出第一种金属的浓度。