25℃时,一组原电池组成为Pt丨Fe^3+(0.1mol/L),Fe^2+(0.05mol/L)‖MnO4^-(1.0mol/L),Mn^2+(1.0mol/L),H^+(0.1mol/L)丨Pt.(1).分别写出原电池的电极反应和电池反应式(2).求出原电池的电动势ε和反应的吉布斯自由能△r

Question

25℃时,一组原电池组成为Pt丨Fe^3+(0.1mol/L),Fe^2+(0.05mol/L)‖MnO4^-(1.0mol/L),Mn^2+(1.0mol/L),H^+(0.1mol/L)丨Pt.
(1).分别写出原电池的电极反应和电池反应式
(2).求出原电池的电动势ε和反应的吉布斯自由能△rGm
(3).求出反应的lgKθ.(已知:φθ(MnO4^-/Mn^2+)=1.51v;φθ(Fe^3+/Fe^2+)=0.77v)

Answer 1

(1)
正极：MnO4 - + 5e + 8H+ = Mn2+ + 4H2O
负极：Fe2+ - e = Fe3+
(2)由能斯特方程计算：
φ(MnO4 - /Mn2+) = φθ(MnO4 - /Mn2+) + 0.0592/5 lg[MnO4 -][H+]^8/Mn2+]
φ(Fe3+/Fe2+) = φθ(Fe3+/Fe2+) + 0.0592/1 lg[Fe3+]/[Fe2+]
将题目已知数据代入,即可求.
ε = φ(MnO4 - /Mn2+) - φ(Fe3+/Fe2+)
△rGm = - nFε （已知n = 5,F为法拉第常数）
(3) 求lgKθ
lgKθ = nεθ / 0.0592 = n[φθ(MnO4^-/Mn^2+)- φθ(Fe^3+/Fe^2+)]/0.0592
将已知数据代入即可求得.