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例题精讲 · 第 00846 题 · 自编示意电池电动势反算 pH 与斜率取位差

以自编示意的醌氢醌电极与参比电极电位,由测得电动势反算 pH,比较斜率取位与温度变化带来的结果差;电极常数与测得值均为自编示意数据。

00846题号全 1000 篇 · 第 第141轮 / 第141册 轮
方向化学·电化学与工艺流程六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 化学电化学与工艺流程

一、考点定位与做题顺序

醌氢醌电极的电位随 pH 线性下降:E_Q=E°−0.05916×pH(25 ℃)。与参比电极组成电池后,测到 E 就能反解 pH。 本讲把常数差、斜率、温度三条影响拆开算,特别看「斜率少写一位」会造成多大的 pH 差。

二、逐题精讲

题1

自编示意:E°(醌/氢醌)=0.6990 V,饱和甘汞参比 0.2415 V,25 ℃ 斜率 0.05916 V/pH,测得电池电动势 0.2800 V。求 pH。

解析

先算常数差 E°−E参比=0.6990−0.2415=0.4575 V。电池电动势 E=0.4575−0.05916×pH,故 pH=(0.4575−0.2800)/0.05916=0.1775/0.05916=3.000338。 若把参比电位符号取反写成 0.6990+0.2415,分子会变成 0.6605,pH 直接失控,可用「电动势应落在 0 到 0.4575 之间」即时自检。

答案 pH=3.000338。

采分点 常数差 2 分;电动势方程 3 分;反解 3 分;符号自检 2 分。

易错点 把 0.05916 当成 0.05916/n 且另乘电子数,或漏减参比电位,都会让结果偏离量级。

题2

若斜率只写 0.0592,pH 变多少?改用 35 ℃ 斜率 0.06154 呢?两处差别说明什么?

解析

斜率 0.0592 时 pH=0.1775/0.0592=2.998311,与精确斜率差 3.000338−2.998311=0.002027,属取位级差,报两位小数时都是 3.00;用展示取位值心算会得 0.002028,差来自取位。 35 ℃ 斜率 0.06154 时 pH=0.1775/0.06154=2.884303,差约 0.116035,已远超取位影响。可见斜率取位可修约,温度却必须实测并代入对应斜率。

答案 0.0592 时 2.998311,差 0.002027;35 ℃ 时 2.884303。

采分点 两个新 pH 各 3 分;两处差值 2 分;取位与温度的区分 2 分。

易错点 把温度影响也当成「取位差」,会漏掉斜率随热力学温度正比变化这条主线。

三、规律小结与对照表

条件斜率pH与基准差
25 ℃ 精确0.059163.000338基准
斜率取 0.05920.05922.9983110.002027
35 ℃0.061542.8843030.116035
常数差—0.4575 V方程截距
分子0.4575−0.28000.1775 V反解分子
每 pH 电位变化0.059160.05916 V能斯特斜率

pH 反解里,斜率的末位只是取位问题,温度却是另一条物理条件;报告必须写明温度。电极常数、参比电位与测得电动势均为自编示意,不代表真实电极参数。

四、自测清单

  • 常数差是否为 0.6990−0.2415
  • 电动势方程是否减去 0.05916×pH
  • 反解分子是否为 0.1775
  • 斜率取位差是否约 0.002028
  • 35 ℃ 是否换用 0.06154
  • 温度影响是否明确大于取位影响
  • 是否提醒电动势应落在合理区间
  • 是否说明需报告测定温度

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):常数差 = 0.4575;反解分子 = 0.1775;25 摄氏度 pH = 3.000338;斜率取位后 pH = 2.998311;取位差 = 0.002027;35 摄氏度 pH = 2.884303。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理电动势法测 pH 的斜率与温度影响;浓差电池、盐桥液接电势、电动势温度系数与条件电位属相邻板块,其电池构成不同。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(化学):电位滴定内插、同离子效应、电动势法测pH、条件电位、凝固点降低、惰性气体恒容恒压相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(化学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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