hce_nthu
112年
化學與物理
第 8 題
An electrochemical cell consists of an iron metal electrode immersed in a $1.0\text{ M}$ $FeSO_4$ solution, separated by a porous disk from a copper metal electrode. If the copper electrode is placed in a solution of $2.0\text{ M}$ $NH_3(\text{aq})$, which contains $0.010\text{ M}$ $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$, what is the cell potential at $25\,^\circ\text{C}$? (The standard reduction potentials are $0.34\text{ V}$ for $Cu^{2+}/Cu$ and $-0.44\text{ V}$ for $Fe^{2+}/Fe$, respectively. $\log 2 = 0.301$)
$Cu^{2+}(\text{aq}) + 4 NH_3(\text{aq}) \rightleftharpoons Cu(NH_3)_4^{2+}(\text{aq}) \quad K = 1.0 \times 10^{13}$
$Cu^{2+}(\text{aq}) + 4 NH_3(\text{aq}) \rightleftharpoons Cu(NH_3)_4^{2+}(\text{aq}) \quad K = 1.0 \times 10^{13}$
- A $-0.18\text{ V}$
- B $0.30\text{ V}$
- C $0.44\text{ V}$
- D $0.68\text{ V}$
- E $1.26\text{ V}$
思路引導 VIP
如果在一個化學電池反應中，我們大幅降低了其中一種反應物離子的濃度，根據勒沙特列原理，反應的驅動力會變強還是變弱？若要精確算出這種濃度改變對電壓（電位）的具體影響，哪一個公式可以連結「非標準濃度」與「電位值」之間的關係呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確計算出這個數值，代表你對能斯特方程式 (Nernst equation) 與錯合物平衡的綜合運用非常熟練。
錯合物平衡與離子濃度
這題的核心挑戰在於銅電極並非處於標準狀態。由於溶液中存在高濃度的 $NH_3$，絕大部分的 $Cu^{2+}$ 會轉化為 $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$。根據形成常數公式：
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