Сборник задач и упражнений по химии - 75 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

На цинковом электроде будет протекать процесс окисления
Zn – 2 е = Zn
2+
,
т.е. этот электрод будет анодом. Схема гальванического элемента имеет следующий вид:
(–) Zn
Zn
2+
Pb
2+
Pb (+)
(0,1 М) (0,02 М).
П р и м е р 120. Определите э.д.с. гальванического элемента
(
)()
Ag0,1MAgNO0,001MAgNOAg
33
. В
каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе этого элемента?
Решение. Стандартный электродный потенциал системы Ag
+
/Ag равен 0,80 В. Обозначив потенциал лево-
го электрода через
ϕ
1
, а правого через ϕ
2
, находим:
(
)
B62,03059,080,0001,0lg059,080,0
1
=
−
+
=
+=ϕ ;
(
)
B74,01059,080,01,0lg059,080,0
2
=
−
−
=
+=
ϕ
.
Вычисляем э.д.с. элемента:
12,062,074,0 э.д.с.
12
=
−
=
ϕ
−
ϕ
= В.
Поскольку ϕ
1
< ϕ
2
, то левый электрод будет служить отрицательным полюсом элемента и электроны пере-
мещаются во внешней цепи от левого электрода к правому.
П р и м е р 121. Стандартный электродный потенциал никеля больше, чем кобальта. Изменится ли это со-
отношение, если измерить потенциал никеля в растворе его ионов с концентрацией 0,001 моль/дм
3
, а потенциалы
кобальта – в растворе с концентрацией 0,1 моль/дм
3
?
Решение. Стандартные электродные потенциалы для никеля и кобальта соответственно равны –0,25 и –
0,27 В. Определим электродные потенциалы этих металлов при данных в условии концентрациях по уравнению
Нернста:
(
)
0,339lg100,059/20,25
3
/NiNi
2
−=+−=ϕ
−
+
B;
(
)
0,307lg100,059/20,277
1
/CoCo
2
−=+−=ϕ
−
+
B.
Таким образом, при изменившейся концентрации потенциал кобальта стал больше потенциала никеля.
П р и м е р 122.
Магниевую пластинку опустили в раствор его соли. При этом электродный потенциал маг-
ния оказался равным –2,41 В. Вычислите концентрацию ионов магния (моль/дм
3
).
Решение. Подобные задачи также решаются на основании уравнения Нернста (см. пример 6.3.2):
–2,41 = –2,37 + (0,059/2) ⋅ lgс;
–0,04 = 0,0295 ⋅ lg
с;
lg
с = –0,04/0,0295 = –1,3559 = 2,6441;
с (Mg
2+
) = 4,4⋅10
–2
моль/дм
3
.
П р и м е р 123.
После погружения железной пластинки массой 8 г в раствор нитрата свинца(II) объемом
50 см
3
(ρ = 1,23 г/см
3
) с массовой долей 15 % масса соли уменьшилась втрое. Какой стала масса пластинки?
Решение.
Fe + Pb(NO
3
)
2
= Pb + Fe(NO
3
)
2
;
M(Pb(NO
3
)
2
) = 331 г/моль; M(Pb)
= 207 г/моль; M(Fe) = 56 г/моль.
Количество нитрата свинца(II) составит 0,15⋅50⋅1,23/331 = 0,0278 моль. По условию задачи масса железной
пластинки уменьшилась втрое, т.е. концентрация Pb
2+
составит 0,0278/3 = 0,0092 моль-ионов, а перешло на пластин-
ку 0,0278 – 0,0092 = 0,0186 моль-ионов или 0,0186⋅207 = 3,85 г.
Перешло в раствор Fe
2+
-ионов соответственно 0,0186⋅56 = 1,04 г. Следовательно, масса пластинки будет
равна 8,00 – 1,04 + 3,85 = 10,81 г.
П р и м е р 124.
Медный стержень массой 422,4 г выдержали в растворе нитрата серебра, после чего его мас-
са составила 513,6 г. Рассчитайте объем израсходованного раствора азотной кислоты (ρ = 1,20 г/см
3
) с массовой
долей 32 %, необходимый для растворения медного стержня после выдерживания его в растворе нитрата сереб-
ра.
Решение.
1) Cu + 2AgNO
3
= Cu(NO
3
)
2
+ ↓2Ag;

Страницы