题目
当下列电池中的标准溶液是pH=5.21的缓冲溶液时，在25℃时的电动势为0.209V。 玻璃电极|H+(a)||SCE。 当缓冲溶液由待测试液代替时，测得的电动势为0.312V，计算待测试液的pH。
当下列电池中的标准溶液是pH=5.21的缓冲溶液时，在25℃时的电动势为0.209V。
玻璃电极|H+(a)||SCE。
当缓冲溶液由待测试液代替时，测得的电动势为0.312V，计算待测试液的pH。
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定电动势与pH的关系
电动势E与pH的关系可以表示为：$E = E_0 + \frac{0.059}{n} \log[H^+]$，其中$E_0$是标准电动势，$n$是电子转移数，$[H^+]$是氢离子浓度。对于玻璃电极与SCE组成的电池，$n=1$，因此电动势与pH的关系简化为：$E = E_0 + 0.059 \log[H^+]$。
步骤 2：计算标准电动势$E_0$
已知当pH=5.21时，电动势为0.209V，代入上述公式得：$0.209 = E_0 + 0.059 \log[H^+]$。由于$[H^+] = 10^{-pH}$，代入pH=5.21，得$[H^+] = 10^{-5.21}$。因此，$0.209 = E_0 + 0.059 \log(10^{-5.21})$，解得$E_0 = 0.209 - 0.059 \times (-5.21) = 0.209 + 0.307 = 0.516$V。
步骤 3：计算待测试液的pH
已知当待测试液代替缓冲溶液时，电动势为0.312V，代入电动势与pH的关系式得：$0.312 = 0.516 + 0.059 \log[H^+]$。解得$\log[H^+] = \frac{0.312 - 0.516}{0.059} = -3.4576$，因此$[H^+] = 10^{-3.4576}$。所以，待测试液的pH为$- \log[H^+] = 3.4576$。
电动势E与pH的关系可以表示为：$E = E_0 + \frac{0.059}{n} \log[H^+]$，其中$E_0$是标准电动势，$n$是电子转移数，$[H^+]$是氢离子浓度。对于玻璃电极与SCE组成的电池，$n=1$，因此电动势与pH的关系简化为：$E = E_0 + 0.059 \log[H^+]$。
步骤 2：计算标准电动势$E_0$
已知当pH=5.21时，电动势为0.209V，代入上述公式得：$0.209 = E_0 + 0.059 \log[H^+]$。由于$[H^+] = 10^{-pH}$，代入pH=5.21，得$[H^+] = 10^{-5.21}$。因此，$0.209 = E_0 + 0.059 \log(10^{-5.21})$，解得$E_0 = 0.209 - 0.059 \times (-5.21) = 0.209 + 0.307 = 0.516$V。
步骤 3：计算待测试液的pH
已知当待测试液代替缓冲溶液时，电动势为0.312V，代入电动势与pH的关系式得：$0.312 = 0.516 + 0.059 \log[H^+]$。解得$\log[H^+] = \frac{0.312 - 0.516}{0.059} = -3.4576$，因此$[H^+] = 10^{-3.4576}$。所以，待测试液的pH为$- \log[H^+] = 3.4576$。