Question

（12分）多重平衡規(guī)則在未知電位的計算中起著非常重要的作用，請利用該規(guī)則完成下列問題。

1．已知：NO₃^－＋3H^＋＋2e^－＝HNO₂＋H₂O；E₁^θ＝0.93V，Ka（HNO₂）＝4.6×10^－4。

求：NO₃^－＋H₂O＋2e^－＝NO₂^－＋2OH^－的E₂^θ值。

2．已知：a．Mg（s）＋1/2O₂（g）＝MgO（s）         Δ_rG＝－569.44kJ/mol

b．MgO（s）＋H₂O（e）＝Mg(OH)₂（s）      Δ_rG＝－26.95kJ/mol

c．H₂O（1）＝H₂（g）＋1/2O₂（g）         Δ_rG＝237.19kJ/mol

d．H₂O（1）H^＋（aq）＋OH^－（aq）      Kw＝1.0×10^－14

e．Mg(OH)₂（s）＝Mg^2＋（aq）＋2OH^－（aq）  Ksp＝5.61×10^－12

求：Mg^2＋（aq）＋2e^－＝Mg（s）的E^θ值。

Answer 1

1．a．NO₃^－＋3H^＋＋2e^－＝HNO₂＋H₂O    ＝0.93V

b．HNO₂H^＋＋NO₂^－               K_a＝4.6×10^－4

c．2H₂O2H^＋＋2OH^－              K＝Kw²

將半反應a與標準氫電極組成原電池反應：d．NO₃^－＋3H^＋＋H₂＝HNO₂＋H₂O＋2H^＋    ΔE＝0.93V

反應d：lgK＝2×0.93/0.059 1

b＋c＋d：NO₃^－＋H₂O＋H₂＝NO₂^－＋2OH^－＋2H^＋  （e）

lgK_e＝1gK_a＋1gK_w²＋2×0.93/0.059 1＝0.135

ΔE＝－0.00＝0.059 1×0.135/2＝0.004 0（V）  ＝0.004 0（V）（6分）

2．a＋b＋c＋e－2d：Mg（s）＋2H^＋（aq）＝Mg^2＋（aq）＋H₂（g）

＝－454.75（kJ/mol）

ΔE＝0.00－＝＝2.36（V）

故＝－2.36V（6分）