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國營聯招 化學普通化學、無機化學112 年第 17 題單選題考點:Nernst方程式考點:標準電位

在常溫下,有下列4種電解液濃度不同之電池,請問何者電位最大?

AZn Zn2+ (0.1 M) ║ Cu2+ (1.0 M) Cu正確答案
BZn Zn2+ (0.5 M) ║ Cu2+ (0.5 M) Cu
CZn Zn2+ (1.0 M) ║ Cu2+ (0.1 M) Cu
DZn Zn2+ (5.0 M) ║ Cu2+ (0.5 M) Cu
答案與詳解
A
正確答案
Nernst方程式:增大Cu²⁺濃度或降低Zn²⁺濃度,電池電位增大;選項A的[Cu²⁺]/[Zn²⁺]比值最大,電位最高。

逐選項解析

AZn Zn2+ (0.1 M) ║ Cu2+ (1.0 M) CuNernst方程式✓ 正確
[Cu²⁺]/[Zn²⁺]=1.0/0.1=10,比值最大,Nernst修正項最正,電位最高。
BZn Zn2+ (0.5 M) ║ Cu2+ (0.5 M) Cu標準電位✕ 錯誤
[Cu²⁺]/[Zn²⁺]=0.5/0.5=1,log(1)=0,電位等於標準電位E°=1.10V,無濃度修正。
CZn Zn2+ (1.0 M) ║ Cu2+ (0.1 M) Cu✕ 易錯陷阱
DZn Zn2+ (5.0 M) ║ Cu2+ (0.5 M) Cu✕ 錯誤

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