题目
298 K 时，已知如下电池的标准电动势 E⊖=0.2680 V：Pt∣∣H2(p⊖)∣∣HCl(0.08 mol⋅kg−1,γ±=0.809)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)。写出电极反应和电池反应。计算该电池的电动势。计算甘汞电极的标准电极电势。
时，已知如下电池的标准电动势 ：
。
写出电极反应和电池反应。
计算该电池的电动势。
计算甘汞电极的标准电极电势。
题目解答
答案
- (1)
($-$)${{\text{H}}_2}\left( {{p}^{\ominus }} \right)=2{{\text{H}}^+}\left( {{a}_{{{\text{H}}^+}}} \right)+2{{\text{e}}^-}$，
($+$)$\text{H}{{\text{g}}_2}\text{C}{{\text{l}}_2}\left( \text{s} \right)+2{{\text{e}}^-}=2\text{Hg}\left( \text{l} \right)+2\text{C}{{\text{l}}^-}\left( {{a}_{\text{C}{{\text{l}}^-}}} \right)$，
电池反应 $\text{H}{{\text{g}}_2}\text{C}{{\text{l}}_2}\left( \text{s} \right)+{{\text{H}}_2}\left( {{p}^{\ominus }} \right)=2\text{Hg}\left( \text{l} \right)+2\text{HCl}\left( {{a}_{\text{HCl}}} \right)$
- (2)
- (3)
$0\text{.2680 V}$
解析
步骤 1：写出电极反应和电池反应
首先，根据电池的组成，可以写出两个电极反应。氢气在铂电极上氧化，生成氢离子和电子；甘汞电极上，甘汞被还原，生成汞和氯离子。电池反应是这两个反应的总和。
步骤 2：计算电池的电动势
根据能斯特方程，可以计算电池的电动势。能斯特方程为：$E = E^\ominus - \frac{RT}{nF} \ln Q$，其中$E^\ominus$是标准电动势，$R$是气体常数，$T$是温度，$n$是电子转移数，$F$是法拉第常数，$Q$是反应商。
步骤 3：计算甘汞电极的标准电极电势
根据电池的电动势和氢气电极的标准电极电势，可以计算甘汞电极的标准电极电势。氢气电极的标准电极电势为0 V。
首先，根据电池的组成，可以写出两个电极反应。氢气在铂电极上氧化，生成氢离子和电子；甘汞电极上，甘汞被还原，生成汞和氯离子。电池反应是这两个反应的总和。
步骤 2：计算电池的电动势
根据能斯特方程，可以计算电池的电动势。能斯特方程为：$E = E^\ominus - \frac{RT}{nF} \ln Q$，其中$E^\ominus$是标准电动势，$R$是气体常数，$T$是温度，$n$是电子转移数，$F$是法拉第常数，$Q$是反应商。
步骤 3：计算甘汞电极的标准电极电势
根据电池的电动势和氢气电极的标准电极电势，可以计算甘汞电极的标准电极电势。氢气电极的标准电极电势为0 V。