Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 69 стр.

UptoLike

К:
++ OH2He2O2H
22
2 2
А:
+
+ H4Oe4O2H
22
4 1
+
+++ 4HOOH4H2O6H
222
или
+
222
OH2O2H .
Массу разложившейся воды находим из уравнения закона
Фарадея, имея в виду, что
18006030 ==t
с и 9
=
э
M г/моль:
84,0
96500
180059
=
=
=
F
tIM
m
э
г.
137
Поскольку при нормальных условиях эквивалентный объем
водорода равен 11,2 л/моль, а кислорода – 5,6 л/моль, то получа-
ем:
04,1
96500
180052,11
2
=
=
=
F
tIV
V
э
H
л;
136
52,0
96500
180056,5
2
=
=
=
F
tIV
V
э
O
л.
Задачи и вопросы для самоконтроля
5.1.
Цинковый электрод в растворе его соли имеет потенци-
ал -0,778 В. Вычислите концентрацию ионов
+2
Z
n
в моль/л и г/л.
Ответ: 0,3 моль/л; 20,3 г/л.
5.2. При какой концентрации ионов
+2
Cu (моль/л) значе-
ние потенциала медного электрода становится равным стандарт-
ному потенциалу водородного электрода?
Ответ: 2,9810
-12
моль/л; 1,89·10
-10
г/л.
5.3. Напишите электронные уравнения электродных про-
цессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего
из никелевых электродов, один из которых опущен в 0,01М рас-
твор, а второй в 0,1М раствор нитрата никеля.
Ответ: 0,0295 В.
134
5.4. Составьте схему, напишите уравнения электродных
процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в кото-
ром один медный электрод находится в 0,001 М растворе, а дру-
гой такой же электрод в 0,1 М растворе сульфата меди.
Ответ:
0,059В.
5.5. Вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего
из цинковой и свинцовой пластин, опущенных в растворы их со-
лей с концентрацией 0,001 моль/л. Составьте схему, напишите
электронные уравнения электродных процессов.
Ответ: 0,637 В.
5.6. Составьте схему, напишите уравнения электродных
процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоя-
щего из пластин кадмия и магния, опущенных в растворы своих
солей с концентрацией
[
]
[
]
++
=
22
CdMg = 1 моль/л. Ответ: 1,967
В.
5.7. Гальванический элемент состоит из никелевой и свин-
цовой пластин. Определите концентрацию ионов
+2
Pb в раство-
ре его соли, если никель погружен в раствор его соли с концен-
трацией
[
]
+2
Ni =0,01 моль/л и ЭДС этого элемента составляет
0,065 В.
Ответ: 1·10
-4
моль/л.
5.8. Составьте молекулярные уравнения окислительно-
восстановительных реакций и расставьте коэффициенты методом
электронно-ионного баланса:
+
++++ HClSOOHClSH
2
4222
+++ ClPOHOHClOP
4323
+
++++ HISOOHISOH
2
42232
+++++ OHMnOHPOPOHOHMnOP
2
2
44224
OHSSOHSH
2322
+
+
OHONNONH
2234
++
+
OHCOIAsOHCOIAsO
22
3
432
3
3
+++++
OHMnNHMnOOHNH
2
2
242
++++
++
OHNOSFeHNOFeS
2
2
3
+++++
++
135
          К: 2H 2 O + 2 e → H 2 ↑ +2OH −         2 2                     5.4. Составьте схему, напишите уравнения электродных
                                                                   процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в кото-
          А: 2H 2 O − 4 e → O 2 ↑ +4H +          4 1               ром один медный электрод находится в 0,001 М растворе, а дру-
             6H 2 O → 2H 2 ↑ +4OH − + O 2 ↑ +4H +                  гой такой же электрод − в 0,1 М растворе сульфата меди. Ответ:
или                                                                0,059В.
                    2H 2 O → 2H 2 ↑ +O 2 ↑ .                             5.5. Вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего
                                                                   из цинковой и свинцовой пластин, опущенных в растворы их со-
     Массу разложившейся воды находим из уравнения закона          лей с концентрацией 0,001 моль/л. Составьте схему, напишите
Фарадея, имея в виду, что t = 30 ⋅ 60 = 1800 с и M э = 9 г/моль:   электронные уравнения электродных процессов. Ответ: 0,637 В.
                      M э ⋅ I ⋅ t 9 ⋅ 5 ⋅ 1800                           5.6. Составьте схему, напишите уравнения электродных
               m=                =             = 0,84 г.           процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоя-
                         F          96500                          щего из пластин кадмия и магния, опущенных в растворы своих
                                 137
     Поскольку при нормальных условиях эквивалентный объем                                  [      ] [       ]
                                                                   солей с концентрацией Mg 2 + = Cd 2 + = 1 моль/л. Ответ: 1,967
водорода равен 11,2 л/моль, а кислорода – 5,6 л/моль, то получа-   В.
ем:                                                                      5.7. Гальванический элемент состоит из никелевой и свин-
                      Vэ ⋅ I ⋅ t 11,2 ⋅ 5 ⋅ 1800                   цовой пластин. Определите концентрацию ионов Pb 2+ в раство-
             VH 2 =             =                = 1,04 л;         ре его соли, если никель погружен в раствор его соли с концен-
                         F          96500
                                     136                                    [     ]
                                                                   трацией Ni 2 + =0,01 моль/л и ЭДС этого элемента составляет
                      Vэ ⋅ I ⋅ t 5,6 ⋅ 5 ⋅ 1800                    0,065 В. Ответ: 1·10-4 моль/л.
             VO2 =              =               = 0,52 л.                5.8. Составьте молекулярные уравнения окислительно-
                         F          96500
                                                                   восстановительных реакций и расставьте коэффициенты методом
                                                                   электронно-ионного баланса:
             Задачи и вопросы для самоконтроля
                                                                         H 2 S + Cl 2 + H 2 O → SO 24− + Cl − + H +
       5.1. Цинковый электрод в растворе его соли имеет потенци-         P + ClO 3− + H 2 O → H 3 PO 4 + Cl −
ал -0,778 В. Вычислите концентрацию ионов Zn 2+ в моль/л и г/л.          H 2 SO 3 + I 2 + H 2 O → SO 24− + I − + H +
Ответ: 0,3 моль/л; 20,3 г/л.
       5.2. При какой концентрации ионов Cu 2+ (моль/л) значе-          P + MnO 4− + H 2 O → H 2 PO −4 + HPO 24− + MnO 2 + OH −
ние потенциала медного электрода становится равным стандарт-            H 2 S + H 2 SO 3 → S + H 2 O
ному потенциалу водородного электрода? Ответ: 2,98⋅10-12
                                                                         NH 4+ + NO 3− → N 2 O + H 2 O
моль/л; 1,89·10-10 г/л.
                                                                                                                 −
       5.3. Напишите электронные уравнения электродных про-              AsO 33− + I 2 + HCO 3− → AsO 34− + I + CO 2 + H 2 O
цессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего
из никелевых электродов, один из которых опущен в 0,01М рас-             NH 2 OH + MnO −4 + H + → N 2 + Mn 2+ + H 2 O
твор, а второй − в 0,1М раствор нитрата никеля. Ответ: 0,0295 В.         FeS + NO 3− + H + → Fe 2+ + S + NO + H 2 O

                                  134                                                               135