题目
将锌片插入 .10molcdot (L)^-1(Zn)^2+ 溶液中构成电极A,将锌片插入1L 0.010mol·-|||-^-1(Zn)^2+ 溶液中构成电极B。已知: (varphi )_({Zn)^2+/(I)_(2)}=-0.763V 。-|||-(1)试写出A和B组成的原电池的电池符号。-|||-(2)试计算A和B组成的原电池的电动势。-|||-(3)试求当A池中的 [ (Zn)^2+] 消耗掉 .020molcdot (L)^-1 时,原电池的电动势。

题目解答
答案

解析
本题考查浓差原电池的电动势计算,涉及以下核心知识点:
- 原电池符号的书写规则:负极在左,正极在右,盐桥连接。
- 浓差电池电动势公式:电动势由两半电池的浓度差决定,公式为 $E = \frac{0.0592}{n} \lg \frac{c_{\text{正极}}}{c_{\text{负极}}}$。
- 动态浓度变化对电动势的影响:需根据电极反应中离子浓度的变化,重新计算电动势。
破题关键:明确正负极(浓度高者为正极),正确应用Nernst方程计算各电极电势差。
第(1)题:电池符号
- 判断正负极:浓度高的Zn²+溶液(0.10 mol/L)电极电势较高,为正极;浓度低的(0.010 mol/L)为负极。
- 书写符号:负极在左,正极在右,盐桥连接,形式为:
$\text{Zn(s)}|\text{Zn}^{2+} (0.10 \, \text{M}) \, || \, \text{Zn}^{2+} (0.010 \, \text{M})|\text{Zn(s)}$
第(2)题:电动势计算
- Nernst方程:对两电极分别计算电势:
- 正极(A):$\varphi_A = -0.763 + \frac{0.0592}{2} \lg 0.10$
- 负极(B):$\varphi_B = -0.763 + \frac{0.0592}{2} \lg 0.010$
- 电动势公式:$E = \varphi_A - \varphi_B = \frac{0.0592}{2} \lg \frac{0.10}{0.010} = \frac{0.0592}{2} \cdot 1 = 0.0296 \, \text{V}$。
第(3)题:动态浓度变化后的电动势
- 浓度变化:
- A池消耗0.020 mol/L后:$[Zn^{2+}] = 0.10 - 0.020 = 0.080 \, \text{mol/L}$。
- B池因阳极反应释放Zn²+:$[Zn^{2+}] = 0.010 + 0.020 = 0.030 \, \text{mol/L}$。
- 重新计算电动势:
$E = \frac{0.0592}{2} \lg \frac{0.030}{0.080} = \frac{0.0592}{2} \cdot (-0.2218) = -0.0126 \, \text{V}$