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例题精讲 · 第 00852 题 · 自编示意铁电对在配位介质中的条件电位

以自编示意的 Fe³⁺/Fe²⁺ 电对与副反应系数,计算条件电位、修正量及特定浓度比下的电位,并说明忽略副反应带来的偏差;电极常数与系数均为自编示意数据。

00852题号全 1000 篇 · 第 第142轮 / 第142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

有配位副反应时,真正起作用的是条件电位 E°′,它把副反应系数折进标准电位里:E°′=E°+0.05916 log(α还/α氧)。 本讲把修正量、条件电位与比值电位一次算清,最后用「忽略副反应」作对照,看偏差有多大。

二、逐题精讲

题1

自编示意:E°(Fe³⁺/Fe²⁺)=0.7700 V,在某介质中 α(Fe³⁺)=4.00、α(Fe²⁺)=2.00,25 ℃ 斜率 0.05916 V。求条件电位与修正量。

解析

α还/α氧=2.00/4.00=0.500000,log(0.5) 的绝对值为 log(2)=0.301030。 E°′=0.7700+0.05916×log(0.5)=0.7700−0.05916×0.301030=0.7700−0.017809=0.752191 V。修正量 0.017809 V,方向是电位降低,因为氧化态副反应更强。

答案 E°′=0.752191 V;修正量 0.017809 V(使电位降低)。

采分点 系数比 2 分;对数 2 分;条件电位式 3 分;数值 2 分;方向 1 分。

易错点 把 α 比写反成 4.00/2.00,修正量会变成加号,电位被高估而非低估。

题2

当 c(Fe²⁺)/c(Fe³⁺)=100 时,电位是多少?若误用 0.7700 V 作起点,差多少?

解析

E=E°′+0.05916×log(100)=0.752191+0.05916×2.000000=0.752191+0.118320=0.870511 V。 若从 E° 起算得 0.7700+0.118320=0.888320 V,高估 0.017809 V,恰等于修正量;说明副反应不会随浓度比消失,必须整体改用条件电位。

答案 E=0.870511 V;忽略副反应会高估 0.017809 V。

采分点 比值对数 2 分;电位 3 分;误用值 2 分;差值 2 分;口径结论 1 分。

易错点 把 log(100) 写成 100 或 1,或在差值里再乘一次浓度比,都会把偏差放大。

三、规律小结与对照表

量表达式数值方向
副反应系数比4.00/2.002.000000氧化态更强
对数绝对值log(2)0.301030—
修正量0.05916×0.3010300.017809 V降低
条件电位0.7700−修正量0.752191 V起点
比值 100 电位E°′+0.1183200.870511 V结果
忽略副反应0.7700+0.1183200.888320 V高估

副反应系数进的是「起点」而不是某一步的浓度比;一次换到条件电位,后面所有电位都跟着变。E°、α 与斜率均为自编示意,不代表真实体系常数。

四、自测清单

  • 副反应系数比是否为 4.00/2.00
  • 是否取 log(2) 的绝对值
  • 修正量方向是否为降低
  • 条件电位是否为 0.752191 V
  • log(100) 是否取 2
  • 浓度比 100 时电位是否 0.870511 V
  • 误用起点是否得 0.888320 V
  • 差值是否恰等于修正量

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):副反应系数比 = 2;对数绝对值 = 0.30103;修正量 = 0.017809;条件电位 = 0.752191;比值一百时电位 = 0.870511;忽略副反应的高估量 = 0.017809。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

本讲只处理条件电位与副反应系数;配位平衡精确物料衡算、浓差电池、分解电压与超电势属相邻板块,其平衡式不同。

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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