Химия. Абакумова Н.А. - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

326. Вычислить потенциал железного электрода, опущенного в раствор, содержащий 0,0699 г FeCl
2
в 0,5 л.
327. Вычислить ЭДС гальванического элемента, образованного сочетанием цинкового электрода в растворе ZnSO
4
,
[Zn
2+
] = 0,2 моль / л и свинцового электрода в растворе Pb(NO
3
)
2
, [Pb
2+
] = 0,012 моль / л.
328. Составить схему работы гальванического элемента, образованного железом и свинцом, погруженных в раство-
ры их солей, где [Fe
2+
] = 0,01 моль / л, [Pb
2+
] = 0,0001 моль / л. Рассчитать ЭДС этого элемента и изменение величины энер-
гии Гиббса.
329. Гальваническая цепь составлена железом, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов Fe
2+
, равной
0,001 моль
/ л, и медью, погруженной в раствор ее соли. Какой концентрации должен быть раствор соли меди, чтобы ЭДС
цепи стала равной нулю?
330. Вычислить ЭДС концентрационного элемента, состоящего из цинковых электродов, опущенных в растворы
ZnSO
4
c концентрацией 2 ⋅ 10
–2
и 3,2 ⋅ 10
–3
моль / л.
331. Хромовая и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты.
Составить схему гальванического элемента и написать электронные уравнения процессов, происходящих на аноде и ка-
тоде.
332. Какой гальванический элемент называется концентрационным? Составить схему, написать электронные урав-
нения электродных процессов и вычислить ЭДС гальванического элемента, состоящего из серебряных электродов, опу-
щенных: первый в 0,01 н., а второй в 0,1 н. раствор AgNO
3
.
333. Вычислить ЭДС гальванического элемента, образованного сочетанием кадмиевого электрода в растворе CdCl
2
,
[Cd
2+
] = 0,01 моль / л и цинкового электрода в растворе ZnCl
2
, [Zn
2+
] = 4 ⋅ 10
–3
моль / л.
334. Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса железной пластины при взаимодействии ее с рас-
творами:
а) Hg(NO
3
)
2
; б) Cr
2
(SO
4
)
3
; в) NiSO
4
?
Почему? Составить электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
335. ЭДС гальванического элемента, образованного никелем, погруженным в раствор его соли с концентрацией ио-
нов Ni
2+
10
–4
моль / л, и серебром, погруженным в раствор его соли, равна 1,108 В. Определить концентрацию ионов Ag
+
в
растворе его соли.
336. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов, рассчитать для 298 K значения
∆G° реакций:
а) Zn + H
2
SO
4
= ZnSO
4
+ H
2
; б) Cu + 2Ag
+
= Cu
2+
+ 2Ag.
337. Рассчитать стандартную ЭДС гальванического элемента Pb
Pb
2+
Zn
2+
Zn по известным значениям стандарт-
ных потенциалов электродов. С учетом полученного значения стандартной ЭДС элемента определить стандартное значе-
ние энергии Гиббса, протекающей в элементе реакции.
338. В каком направлении пойдет ток в гальваническом элементе, состоящем из водородных электродов, находя-
щихся в растворах с рН = 2 и рН = 13? Какова ЭДС этого элемента?
339. Какие электрохимические процессы происходят у электродов магниевого элемента, составленного следующим
образом:
Mg Mg
2+
, C
1
= 1 моль / л Mg
2+
, C
2
= 0,001 моль / л Mg
Определить заряды электродов и ЭДС элементов.
340. Какие процессы происходят у электродов медного концентрационного гальванического элемента, если у одного
из электродов С(Сu
2+
) = 1 моль / л, а у другого С(Cu
2+
) = 10
–3
моль / л? В каком направлении движутся электроны во внеш-
ней цепи? Ответ дать, исходя из величины ЭДС и
∆G°
298
этой цепи.
2.6. ЭЛЕКТРОЛИЗ
Электролизом называется совокупность процессов, протекающих при прохождении постоянного электрического то-
ка через систему, состоящую из двух электродов и расплава или раствора электролита.
Как и в гальваническом элементе, электрод, на котором при электролизе происходит восстановление, называется
катодом, а электрод, на котором осуществляется процесс окисления, – анодом.
П р и м е р 1. Написать уравнения процессов, происходящих при электролизе водного раствора сульфата натрия с
инертным анодом.
Р е ш е н и е. Стандартный электродный потенциал системы Na
+
+ e = Na° (– 2,71 B) значительно отрицательнее по-
тенциала водородного электрода в нейтральной водной среде (–
0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электро-
химическое восстановление воды, сопровождающееся выделением водорода 2H
2
O + 2e¯ = H
2
+ 2OH
–
, а ионы Na
+
, прихо-
дящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему части раствора (катодное пространство).
На аноде будет происходить электрохимическое окисление воды, приводящее к выделению кислорода 2H
2
O = O
2
+
4H
+
+ 4e¯, поскольку отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (1,23 В) значительно ниже, чем
стандартный электродный потенциал (2,01 В), характеризующий систему 2SO
4
2–
= S
2
O
8
2–
+ 2e¯. Ионы SO
4
2–
, движущиеся при
электролизе к аноду, будут накапливаться в анодном пространстве.
Умножая уравнение катодного процесса на два и складывая его с уравнением анодного процесса, получаем суммар-
ное уравнение процесса электролиза:
6H
2
O = 2H
2
↑ + 4OH
–
+ O
2
↑ + 4H
+
.
(у катода) (у анода)

Страницы