题目
为了提高Fe2(SO4)3的氧化能力,可采用下列那些措施()。A. 增加Fe3+的浓度,降低Fe2+的浓度B. 增加Fe2+的浓度,降低Fe3+的浓度C. 增加溶液的pH值D. 降低溶液的pH值
为了提高Fe2(SO4)3的氧化能力,可采用下列那些措施()。
A. 增加Fe3+的浓度,降低Fe2+的浓度
B. 增加Fe2+的浓度,降低Fe3+的浓度
C. 增加溶液的pH值
D. 降低溶液的pH值
题目解答
答案
A. 增加Fe3+的浓度,降低Fe2+的浓度
解析
本题考查氧化还原反应中氧化能力的影响因素,解题思路是根据能斯特方程分析影响$Fe^{3 + }$氧化能力的因素,进而判断各选项的正确性。
对于氧化还原电对$Fe^{3 + }/Fe^{2 + }$,其电极反应为$Fe^{3 + }+e^-\rightleftharpoons Fe^{2 + }$,对应的能斯特方程为:
$E = E^{\ominus}+\frac{0.0592}{n}\lg\frac{[氧化态]}{[还原态]}$
在$Fe^{3 + }/Fe^{2 + }$电对中,$n = 1$(转移电子数),氧化态为$Fe^{3 + }$,还原态为$Fe^{2 + }$,则能斯特方程可写为:
$E = E^{\ominus}+0.0592\lg\frac{[Fe^{3 + }]}{[Fe^{2 + }]}$
其中$E$为电极电势,$E^{\ominus}$为标准电极电势,$[Fe^{3 + }]$和$[Fe^{2 + }]$分别为$Fe^{3 + }$和$Fe^{2 + }$的浓度。
- 选项A:
增加$Fe^{3 + }$的浓度,降低$Fe^{2 + }$的浓度,根据能斯特方程,$\frac{[Fe^{3 + }]}{[Fe^{2 + }]}$的值增大,$\lg\frac{[Fe^{3 + }]}{[Fe^{2 + }]}$的值也增大,所以$E$增大。电极电势$E$越大,氧化态的氧化能力越强,即$Fe^{3 + }$的氧化能力增强,该选项正确。 - 选项B:
增加$Fe^{2 + }$的浓度,降低$Fe^{3 + }$的浓度,$\frac{[Fe^{3 + }]}{[Fe^{2 + }]}$的值减小,$\lg\frac{[Fe^{3 + }]}{[Fe^{2 + }]}$的值也减小,所以$E$减小。电极电势$E$越小,氧化态的氧化能力越弱,即$Fe^{3 + }$的氧化能力减弱,该选项错误。 - 选项C:
增加溶液的$pH$值,即溶液中$OH^-$浓度增大,$Fe^{3 + }$会与$OH^-$反应生成$Fe(OH)_3$沉淀,使$[Fe^{3 + }]$降低。根据能斯特方程,$\frac{[Fe^{3 + }]}{[Fe^{2 + }]}$的值减小,$\lg\frac{[Fe^{3 + }]}{[Fe^{2 + }]}$的值也减小,所以$E$减小。电极电势$E$越小,氧化态的氧化能力越弱,即上上$Fe^{3 + }$的氧化能力减弱,该选项错误。 - 选项D:
降低溶液的$pH$值,即溶液中$H^+$浓度增大,对$Fe^{3 + }$和$Fe^{2 + }$的浓度没有直接影响,$\frac{[Fe^{3 + }]}{[Fe^{2 + }]}$的值不变,根据能斯特方程,$E$不变,$Fe^{3 + }$的氧化能力不变,该选项错误。