12、在含有Fe³⁺和Fe²⁺的溶液中,加入下述何种溶液,Fe³⁺/Fe²⁺电对的电势将升高(不考虑离子强度的影响)?( )

好的，让我们一起来解析这道题目，并通过一些生动的例子来帮助你更好地理解。 ### 题目背景 题目考察的是氧化还原反应中的电势变化。具体来说，是关于 \(\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}\) 电对的电势变化。电势（电极电位）是衡量物质氧化或还原能力的一个重要指标，它受到多种因素的影响，包括浓度、温度以及是否有配体存在等。 ### 电势的概念 电势可以简单理解为一个“能量水平”，电势越高表示该物质作为氧化剂的能力越强；电势越低则表示该物质作为还原剂的能力越强。在标准状态下，\(\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}\) 的标准电极电位约为 \(+0.77 \text{ V}\)，这意味着 \(\text{Fe}^{3+}\) 是一种较强的氧化剂。 ### 分析选项 我们需要找出哪个选项会导致 \(\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}\) 电对的电势升高。也就是说，我们要找到那个能够增强 \(\text{Fe}^{3+}\) 氧化能力的因素。 - **A: 稀 H₂SO₄** 硫酸是一种强酸，但它的主要作用是改变溶液的酸度。对于 \(\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}\) 电对来说，稀硫酸不会直接参与反应，因此不会显著影响其电势。 - **B: HCl** 盐酸也是一种强酸，同样主要作用是改变溶液的酸度。与稀硫酸类似，盐酸也不会直接与 \(\text{Fe}^{3+}\) 或 \(\text{Fe}^{2+}\) 发生反应，因此不会显著影响电势。 - **C: NH₄F** 氟化铵中的氟离子 (F⁻) 可以与 \(\text{Fe}^{3+}\) 形成稳定的配合物。然而，这种配合物的形成通常会降低 \(\text{Fe}^{3+}\) 的浓度，从而降低电势，而不是升高电势。 - **D: 邻二氮菲** 邻二氮菲是一种常用的显色剂，它可以与 \(\text{Fe}^{3+}\) 形成非常稳定的红色配合物。这种配合物的形成不仅不会降低 \(\text{Fe}^{3+}\) 的浓度，反而会使更多的 \(\text{Fe}^{3+}\) 转变为配合物状态，从而增强其氧化能力，导致电势升高。 ### 生动例子 想象一下你在玩一个游戏，需要收集金币 (\(\text{Fe}^{3+}\)) 来换取奖品。如果有一种魔法药水（邻二氮菲）可以让你的金币变得更强，那么你就能更容易地赢得更多的奖品。这就相当于邻二氮菲增强了 \(\text{Fe}^{3+}\) 的氧化能力，使其电势升高。 ### 结论 综上所述，正确答案是 D：邻二氮菲。这是因为邻二氮菲与 \(\text{Fe}^{3+}\) 形成稳定配合物后，增强了 \(\text{Fe}^{3+}\) 的氧化能力，从而使 \(\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}\) 电对的电势升高。