سوال ۶ — سؤال ۶ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۴

الف) فلز C؛ زیرا $E^\circ$ آن کمتر یا منفی‌تر است (یا $E^\circ_{\mathrm{C}} < 0$ است).

ب) در ظرف B

پ) $1.19 = -1.18 - E^\circ_{\mathrm{D}} \Rightarrow E^\circ_{\mathrm{D}} = -2.37\ \mathrm{V}$

ابتدا پتانسیل‌ها را از نمودار به دست می‌آوریم. نیم‌سلول A همان SHE است، پس $E^\circ(\mathrm{A^+/A}) = 0$. خط C به اندازهٔ $1.18$ ولت پایین‌تر از A و خط B به اندازهٔ $1.98$ ولت بالاتر از C است:

$$E^\circ(\mathrm{C^{2+}/C}) = 0 - 1.18 = -1.18\ \mathrm{V}$$ $$E^\circ(\mathrm{B^+/B}) = -1.18 + 1.98 = +0.80\ \mathrm{V}$$

الف) هرچه پتانسیل کاهشی استاندارد یک فلز کمتر (منفی‌تر) باشد، آن فلز آسان‌تر الکترون از دست می‌دهد و کاهندهٔ قوی‌تری است. $E^\circ$ فلز C منفی و از B کمتر است، پس قدرت کاهندگی C بیشتر است.

ب) فلزی که $E^\circ$ آن منفی باشد (پایین‌تر از SHE) با یون‌های $\mathrm{H^+}$ اسید واکنش می‌دهد و گاز هیدروژن آزاد می‌کند؛ پس ظرف C در اسید خورده می‌شود. $E^\circ$ فلز B مثبت است و با $\mathrm{H^+}$ واکنش نمی‌دهد؛ پس اسید را می‌توان در ظرف B نگه داشت.

پ) C قطب مثبت (کاتد) و D قطب منفی (آند) سلول است:

$$\mathrm{emf} = E^\circ(\text{کاتد}) - E^\circ(\text{آند}) \Rightarrow 1.19 = -1.18 - E^\circ_{\mathrm{D}}$$ $$E^\circ_{\mathrm{D}} = -1.18 - 1.19 = -2.37\ \mathrm{V}$$