已知下列电池CuCu 1 molL-1Ag1 molL-1 Ag1先向右半电池加入足量Na2CrO4使【cro4】=100 mol·l已知KSpAg2Cro4=11×10-12求原电池的E
根据电池原理,电池电势E为两半电池电势之差,即 E = E(Cu|Cu?) - E(Ag*|Ag) 其中,E(Cu|Cu?)为标准电极电势,可在电极电势表中查得为0.00 V;E(Ag*|Ag)需要通过Nernst方程计算得到。
首先,根据电化学反应式: Ag* + CrO4^2- → Ag2CrO4(s) + 2e^- 可写出Ag*|Ag半电池的反应式: Ag2CrO4(s) + 2e^- → Ag* + CrO4^2- 其标准电极电势为E°(Ag*|Ag) = -0.80 V(可在电极电势表中查得)。
根据Nernst方程: E = E° - (RT/nF)lnQ 其中,R为气体常数,T为温度,n为电子数,F为法拉第常数,Q为反应物浓度比值。
在本题中,反应物为Ag2CrO4(s)和Ag*,反应式中Ag2CrO4(s)为固体,其浓度不变,因此可以将反应物浓度比值简化为Ag的浓度。由于已知[CrO4^2-] = 1.00 mol·L^-1,因此[Ag] = Ksp/[CrO4^2-] = 1.1×10^-12 mol·L^-1。
代入Nernst方程,可得: E = -0.80 V - (8.31 J·K^-1·mol^-1 / (2 × 96485 C·mol^-1)) ln(1.1×10^-12 mol·L^-1) E ≈ -0.80 V - 0.059 V E ≈ -0.86 V
因此,原电池的E为-0.86 V。
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