地特三等申論題
110年
[化學工程] 物理化學(包括化工熱力學)
第 一 題
📖 題組：
針對電池 Tl|TlCl(s)|CdCl₂(0.01m)|Cd
針對電池 Tl|TlCl(s)|CdCl₂(0.01m)|Cd
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
試寫出該電池陰極及陽極的半反應式及其全反應式。(10分)
思路引導 VIP
看到電池符號的題目，首先回想 IUPAC 慣例：左側為陽極（發生氧化），右側為陰極（發生還原）。接著辨別電極種類：左側為金屬/難溶鹽電極（第二類電極），右側為金屬/金屬離子電極（第一類電極），分別寫出半反應後，利用最小公倍數平衡電子轉移數即可求得全反應式。
小題 (二)
在25℃條件下根據下列數據
Tl⁺ + e® → TE°=-0.34V
Cd2+ +2e- → Cd_E° = -0.40V
在25°C條件下,TlCl在水中的溶解度積(solubility product)為
1.6 × 10-3 mol2dm-6。法拉第常數(Faraday constant, F) = 96485 C/mol。
試求在25℃條件下該電池的電極電位(E)與標準電極電位(E°)(15分)
思路引導 VIP
考生看到此題應先將電池符號拆解為陰、陽極半反應，並認知到 TlCl 的溶解度積（Ksp）可用來換算該電極的標準還原電位（E°_anode）。接著，假設溶液為理想行為（活度等於濃度），列出全電池反應式與反應商（Q），並代入能斯特方程式（Nernst Equation）求出實際電池電位。