电极电势的应用

5.4电极电势的应用

电极电势具有多方面的应用，比如可以结合热力学公式判断氧化还原反应方向、计算氧化还原反应进行的程度、比较氧化剂或还原剂的相对强弱、设计各种原电池、测定配合物的额不稳定常数等等。下面例题就体现了在实际金属离子回收中如何利用电极电势指导路线设计过程。

为了从钴镍铁合金边角废料中提取钴和镍，先将合金边角废料溶于硫酸和硝酸混合酸中，所的溶液主要含Ni 2+、Co 2+和 Fe 2+，其中Fe 2+是大量的，如何使它与Ni 2+、Co 2+分离而除去呢？一般是把Fe 2+氧化为Fe 3+，并使其以钠铁矾沉淀从溶液中分离出去，因此需要选择一种只能将Fe 2+氧化为Fe 3+,而不能氧化Ni 2+和Co 2+的氧化剂，试分析酸性溶液中的氯酸钠NaClO 3或次氯酸纳NaClO 是符合要求？ 解 为了便于比较氧化还原能力强弱，下面从标准电极电势表中把有关电对的标准电极电势代数值从小到大排列起来：

Fe 3++e -⇌Fe 2+ φΘ(Fe 3+/Fe 2+)=0.77V

-

3

ClO +6H+6e -⇌Cl -+3H2O φΘ(/Cl -)=1.45V

HClO+H++2e -⇌Cl -+H2O φΘ(HClO/Cl -)=1.49V

Co 3++e -⇌Co 2+ φΘ(Co 3+/Co 2+)=1.80V NiO 2+4H ++2e -⇌Ni 2++2H2O φΘ(NiO2/Ni 2+)=2.0V 显然，在酸性溶液中，无论氯酸钠或者次氯酸钠都符合要求，只能氧化Fe 2+而不能氧化Co 2+和Ni 2+。这两种氧化剂在实际过程中选用哪一种更合适呢？从它们与Fe 2+反应方程式：

O H 3Cl Fe 6H 6Fe 6ClO 2-32-3++=+++++

O H Cl Fe 2H Fe 2HClO 2-32++=+++++

可以看出1 mol NaClO 3可以氧化6 mol FeSO 4，而1 mol NaClO 只能氧化2 mol FeSO 4，显然，选用NaClO 3作氧化剂可以节省许多原料。