结构推理

利用下述结构的固体电解质电池测定钢液溶解氧含量:

Mo 丝| [O]Fe| ZrO2(CaO)| Mo,MoO2 | Mo 丝

在温度为 T K 时,测得电池的电动势为 E V。另外,可查到下述反应的基本热力 学数据:

Mo(s)+O2=MoO2(s),△tG0m J/mol; (1)

O2=2[O]1%,△solG0J/mol([O]以质量 1%溶液为标准态)(2)

试利用上述数据推导温度为 T K 时钢液中氧的质量分数 w[O]的计算公式(假设固 体电解质为纯氧离子导体,要求推导过程中写出各电极反应、电池反应、相关公 式,所需其他量请自行定义)。

【正确答案】

电极反应:正极(右极):MoO2(s)+4e =Mo(s)+2O2-
负极(左极):2O2- =2[O]+4e
电池反应:MoO2(s)=Mo(s)+2[O]
MoO2(s)、Mo(s)以纯物质为标准态,而[O]以质量 1%溶液为标准态,则

【答案解析】