5、( )用K₂Cr₂O₇标准溶液测铁时,加入H₃PO₄可降低Fe^3+/Fe²⁺的电极电势,增大突跃范围。

好的！让我们一起来探讨这道题，并通过一些生动的例子来帮助你更好地理解这个知识点。 ### 题目分析 题目描述了一个化学实验中的现象：使用 K₂Cr₂O₇ 标准溶液测定 Fe 的含量时，加入 H₃PO₄ 可以降低 Fe³⁺/Fe²⁺ 电对的电极电势，并且可以增大滴定过程中的突跃范围。 ### 解析 #### 1. **电极电势的概念** - 在电化学中，电极电势是衡量氧化还原反应倾向性的一个重要指标。具体来说，它表示在特定条件下，某种物质作为氧化剂或还原剂的能力。 - 对于 Fe³⁺/Fe²⁺ 电对，其电极电势 E 可以表示为： \[ E = E^\circ + \frac{RT}{nF} \ln\left(\frac{[\text{Fe}^{2+}]}{[\text{Fe}^{3+}]}\right) \] 其中 \(E^\circ\) 是标准电极电势，\(R\) 是气体常数，\(T\) 是温度，\(n\) 是电子转移数，\(F\) 是法拉第常数。 #### 2. **加入 H₃PO₄ 的作用** - 加入 H₃PO₄ 后，溶液中的酸度增加，导致 pH 下降。 - Fe³⁺ 离子在酸性条件下更稳定，不容易被还原成 Fe²⁺。因此，Fe³⁺ 的浓度相对较高，从而降低了 Fe³⁺/Fe²⁺ 电对的电极电势。 - 这是因为在酸性条件下，Fe³⁺ 离子与水分子结合形成更稳定的配位化合物，降低了其氧化能力。 #### 3. **突跃范围的增大** - 在滴定过程中，突跃范围是指滴定曲线中电势发生显著变化的区域。 - 当 Fe³⁺/Fe²⁺ 电对的电极电势降低时，Fe³⁺ 更难被还原成 Fe²⁺，因此需要更多的还原剂（如 K₂Cr₂O₇）才能将所有 Fe³⁺ 还原完全。 - 结果是，滴定曲线中的突跃范围变大，使得终点更容易确定。 ### 生动的例子 假设你正在做一个烹饪实验，你需要准确地知道何时把火关掉。如果锅里的水太多，那么水温的变化就不明显，很难判断。但是如果你加一些酸性的调料（比如柠檬汁），水的沸点会稍微下降，这样水温的变化就更加明显了。这样一来，你就更容易判断何时应该关火。 同样，在化学滴定中，加入 H₃PO₄ 就像是加入了“调料”，使得 Fe³⁺/Fe²⁺ 电对的电极电势变化更加明显，从而更容易判断滴定终点。 希望这些解释和例子能帮助你更好地理解这道题，并掌握其中的知识点！如果你有任何疑问，请随时提问！