Электрохимические свойства металлов

Контрольные задания:

1. Вычислите значение электродного потенциала меди, погруженной в 0,0005 н раствор нитрата меди (II).

2. Определите потенциал водородного электрода, если С_н⁺ в растворе равна 3,8*10^-3 моль/л.

3. Рассчитайте потенциал железного электрода, погруженного в раствор, содержащий 0,0699 г FeCI₂ в 0.5 л.

4. Определите значение рН раствора кислоты в стандартном водородном электроде. Вычислите потенциал данного электрода при рН , равном 1,2,3.

5. Составьте схему двух гальванических элементов, в одном из которых цинк – отрицательный электрод, в другом положительный. Рассчитайте значение стандартной ЭДС для каждого элемента.

6. Составьте схему гальванического элемента, образованного оловом и серебром, погруженных в растворы солей AgNO_3, SnCI_{2 .} Напишите уравнения протекающих реакций. Рассчитайте значение стандартной ЭДС.

7. Составьте схему гальванического элемента, образованного железом и свинцом, погруженными в 0,005 М растворы их солей. Рассчитайте ЭДС этого элемента.

8. ЭДС гальванического элемента, образованного никелем, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов Ni²⁺ равной 10^-4 моль/л, и серебром, погруженным в раствор его соли, равна 1,108 В. Определите концентрацию ионов Ag⁺ в растворе его соли.

9. Гальваническая цепь состоит из железного электрода, погруженного в раствор соли с концентрацией ионов Fe²⁺, равной 0,001 моль/л, и медного электрода, погруженного в раствор соли меди(II). Рассчитайте концентрацию раствора соли меди(II), при котором ЭДС цепи равна нулю.

10. Из четырех металлов Ag, Cu, Al, Sn выберите те пары, которые дают наименьшее и наибольшие значения стандартных ЭДС, составленных из них гальванических элементов.

11. ЭДС элемента, состоящего из медного и свинцового электродов, погруженных в 1М растворы солей этих металлов, равна 0,47 В. Рассчитайте, как изменится ЭДС, если взять 0,001 М растворы.

12. Раствор содержит ионы Ag²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, Bi³⁺, Sn²⁺ в одинаковых концентрациях. Укажите, в какой последовательности будут разряжаться эти ионы на катоде при проведении электролиза.

13. Раствор соли Ni(NO₃)₂ в течении 2,45 ч пропускали ток силой 3,5 А. Определите, на сколько граммов, за это время уменьшилась масса никелевого анода.

14. через раствор сульфата цинка пропускали ток в течении 30 мин. При этом выделилось 0,25 г цинка. Амперметр показывал 0,4 А. Вычислите ошибку в показаниях амперметра.

15. Рассчитайте силу тока, необходимую для выделения серебра массой 108 г из раствора AgNO₃ за 6 мин.

16. При электролизе соли двухвалентного металла ток силой в 1 А в течение часа выделил на катоде 2,219 г металла. Определите, какой это металл.

17. Ток силой 4 А пропускали через электролизер в течение 16 мин. 5с. За это время на катоде выделился свинец массой 4,14 г из расплава одного из его соединений. Определите валентность свинца в этом соединении.

18. Алюминий склепан медью. Определите, какой металл будет подвергаться коррозии в кислой среде. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом, рассчитайте его ЭДС для стандартных условий.

19. Железо покрыто никелем. Укажите, какой из металлов будет корродировать вслучае разрушения поверхности покрытия. Коррозия происходит в кислой среде. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом, рассчитайте его ЭДС для стандартных условий.

20.Медь покрыта оловом. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при нарушении оловянного покрытия в кислой среде.

Электрохимия

Контрольные задания:

1.Запишите уравнения электродных равновесий и уравнения реакций, происходящих при работе гальванических элементов, схемы которых представлены ниже: Mn‌│MnSO₄││NiSO₄│Ni; Zn│ZnSO₄││NiSO₄│Ni. Концентрации растворов солей равны 1 моль/л. Вычислите ЭДС гальванических элементов.

2.Гальванический элемент составлен из медного и серебряного электродов, опущенных в 0,1 М растворы Cu(NO₃)₂ AgNO₃. Запишите уравнения электродных процессов и реакцию, протекающую при работе гальванического элемента.

3.Какие процессы будут происходить на электродах гальванического элемента Ag│AgNO₃││AgNO₃│Ag, если серебряные пластинки опущены в растворы солей с концентрацией С_AgNO3 = 0,1 моль/л и С_AgNO3 = 1 моль/л соответственно? Укажите направление перемещения электронов во внешней цепи.

4.Составьте в ионной форме схемы двух гальванических цепей, в одной из которых никель являлся бы отрицательным электродом, а в другой – положительным.

5.Составьте гальванические цепи, включающие следующие компоненты: а) Рb, Рb(NО₃)₂, Cd, CdSO₄; б) Cu, CuSO₄, Ag, Ag₂SO₄; в) Cu, CuSO₄, Fe, FeSO₄; г) Sn, SnSO₄, H₂, Н₂SO₄, Pt. Напишите уравнения реакций, соответствующие этим гальваническим цепям, укажите окислители и восстановители.

6.Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из пластин кадмия и магния, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Mg²⁺] = [Cd²⁺] = 1 моль/л. Изменится ли величина ЭДС, если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л?

7.Напишите в ионной форме гальванические цепи для определения электродных потенциалов металлов по водородному электроду: а) цинка; б) кобальта; в) меди; г) алюминия.

8.Составьте схему гальванического элемента, в котором электродами являются магниевая и цинковая пластинки, опущенные врастворы их солей с активностью ионов 1 моль/л. Какой металл является анодом, а какой – катодом? Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей в этом гальваническом элементе, и вычислите его ЭДС.

9.Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению: Ni + Рb(NО₃)₂ = Ni(NO₃)₂ + Рb. Напишите уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если [Ni²⁺] = 0,01 моль/л; [Pb²⁺] = 0,0001 моль/л.

10.В два сосуда с голубым раствором медного купороса CuSO₄ поместили: в первый – цинковую пластинку, во второй – серебряную. В каком сосуде цвет постепенно пропадает, почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующей реакции.

11.Составьте в ионном виде схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь служила бы катодом, а в другом – анодом. Напишите уравнения реакций, происходящих при работе этих элементов, и вычислите значения стандартных ЭДС.

12.Составьте гальванические цепи из следующих компонентов: a) Ag, Fe, Fe²⁺, Ag⁺; б) MnSO₄, Mn, CuSO₄, Cu.

Напишите схемы анодного и катодного процессов. Составьте уравнения реакций, протекающих в гальванических элементах.

13.Железная и серебряная пластинки соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты. Составьте схему данного гальванического элемента и напишите электронные уравнения процессов, происходящих на аноде и на катоде.

14.Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС медно-кадмиевого гальванического элемента, в котором [Cd²⁺] = 0,8моль/л, а [Cu²⁺] = 0,01моль/л.

15.Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке железо-никелевого аккумулятора?

16.Составьте схему гальванического элемента (ГЭ), образованного магниевым электродом, погруженным в 0,01М раствор Mg(NO₃)₂, и серебряным электродом, погруженным в 0,00001М раствор AgNO₃. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной токообразующей реакции. Рассчитайте напряжение ГЭ.

17.Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде. Какой концентрации надо было бы взять ионы железа (моль/л), чтобы ЭДС элемента стала равной 0, если [Zn²⁺] = 0,001 моль/л.

18.Определите концентрацию ионов Ni²⁺, при которой электродный потенциал никеля будет равен стандартному электродному потенциалу кобальта.

19.Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом – анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.

20.Рассчитайте ЭДС при 298К элемента Pb│Pb²⁺││Ag⁺│Ag, если концентрация реагирующих веществ и продуктов реакции равна 1.

21.Составьте и рассчитайте ЭДС гальванического элемента, образованного стандартным водородным электродом и серебряным электродом, опущенным в 0,01М Ag NO₃. Напишите уравнения электродных процессов.

22.ЭДС элемента, состоящего из медного и свинцового электродов, погруженных в 1М растворы солей этих металлов равна 0,47В. Изменится ли ЭДС, если взять 0,001М растворы? Ответ обосновать.

23.Составить схему гальванического элемента, в котором марганец является анодом.

Электролиз.

Контрольные задания:

1.Составьте уравнение электролиза раствора сульфата калия с инертными электродами.

2.Какая масса натрия выделится при электролизе 5,85 г расплава хлорида натрия?

3.Какой объем хлора (н.у.) выделится при электролизе 14,9 г расплава хлорида калия?

4.При электролизе раствора серной кислоты с инертными электродами выделилось на катоде 2,24 л (н.у.) Н₂. Определите, какой объем кислорода (н.у.) выделится на аноде.

5.При электролизе раствора гидроксида калия с инертными электродами выделилось на катоде 4,48 л (н.у.) Н₂. Определите, какой объем кислорода (н.у.) выделился на аноде.

6.Один из способов промышленного получения кальция – электролиз расплавленного хлорида кальция. Какая масса металла будет получена, если известно, что в результате электролиза выделился хлор объемом 896 л (н.у.)?

7.При электролизе водного раствора нитрата серебра с инертными электродами на аноде выделился кислород массой 12 г. Какая масса серебра образовалась при этом?

8.Водный раствор содержит смесь хлоридов меди (II), железа (II) и никеля (II). Концентрация указанных солей в растворе одинакова. Какова будет последовательность выделения этих металлов при электролизе?

9.При электролизе растворов каких солей можно одновременно получить кислоту и щелочь? Приведите примеры. Запишите процессы на катоде и аноде.

10.Чем отличается электролиз расплава электролита от его раствора? Составьте схему электролиза водного раствора Са(NO₃)₂.

11.Какая реакция среды будет в катодном пространстве при электролизе водного раствора NaCl? Составьте схему электролиза.

12.Какая реакция среды будет в анодном пространстве при электролизе водного раствора CuSO₄? Составьте схему электролиза.

13.Какая реакция среды будет в катодном пространстве при электролизе водного раствора КI? Составьте схему электролиза.

14.В какой последовательности выделяются на катоде металлы при электролизе раствора, содержащего ионы Ni⁺², Cu⁺², Fe⁺³?

15.Составьте схему электролиза водного раствора AgNO₃.

16.Как электролитически получить LiOH из соли лития? Составьте схему электролиза.

17.Как заряжен катод в гальваническом элементе? в электролизере? Почему?

18.Составьте схему электролиза расплава и водного раствора LiCl.

19.Составьте схему электролиза расплава и водного раствора КBr.

20.При электролизе водного раствора NaОН на аноде выделилось 2,8л кислорода (условия нормальные). Сколько водорода выделилось на катоде: а) 2,8л; б) 5,6л; в) 11,2л; г) 22,4л? Составьте схему электролиза.

21.Написать уравнения процессов, протекающих на электродах при электролизе водного раствора сульфата никеля, если: а) электроды инертные; б) электроды никелевые.

22.Какие процессы происходят при электролизе растворов сульфата меди: а) с медными; б) с платиновыми электродами?

Тема № 15.