Для самостоятельного решения

1.Вычислите электродный потенциал магниевого электрода I рода, если концентрация потенциалопределяющих ионов равна 0,01 моль/ л.

2.Вычислите электродные потенциалы водородного электрода для раствора с концентрацией ионов водорода 0,01 моль/л и для раствора с рН 13.

3.Определите значения равновесного потенциала водородного электрода в растворе кислоты с рН 4, в воде и в растворе щёлочи с рН 10.

4.Электродный потенциал водородного электрода в некотором водном растворе кислоты равен –0,118 В. Определите концентрацию ионов водорода в этом растворе.

5.Стандартный электродный потенциал окислительно-восстановительной пары Fe³⁺½Fe²⁺ равен 0,771 В. Вычислите равновесный потенциал составленного на её основе окислительно-восстановительного электрода при концентрациях ионов Fe³⁺ и Fe²⁺, равных 0,01 и 0,001 моль/л соответственно.

6.Равновесный потенциал окислительно-восстановительного электрода, составленного на основе пары Со³⁺½Со²⁺, равен 1,867 В. Вычислите концентрацию ионов Со²⁺ в растворе, если концентрация ионов Со³⁺ будет 0,01 моль/л. Стандартный электродный потенциал окислительно–восстановительной пары кобальта имеет значение 1,808 В.

7.Укажите, в каком направлении будет происходить движение электронов во внешней цепи при работе гальванических элементов:

а) Mg | Mg²⁺ || Pb²⁺ | Pb;

б) Pb | Pb²⁺ || Cu²⁺ | Cu;

в) Cu | Cu²⁺ || Ag⁺ | Ag.

Какой металл будет окисляться в каждом из этих случаев ?

8.Составьте схемы гальванических элементов, в одном из которых олово служило бы катодом, а в другом – анодом. Напишите уравнения электродных процессов, происходящих при работе этих элементов, и вычислите их ЭДС.

9.Гальванический элемент состоит из серебряной пластины, погружённой в 0,1 М раствор AgNO₃, и медной пластины, погружённой в 0,001 М раствор CuSO₄. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции, происходящей при работе этого элемента.

10.Гальванический элемент составлен из железного и кадмиевого электродов I рода. При какой концентрации ионов кадмия ЭДС этого элемента будет равна нулю, если концентрацию ионов Fe²⁺ принять равной 1 моль/л ?

11.Вычислите ЭДС серебряно–цинкового гальванического элемента, если его электроды I рода находятся в растворах с концентрациями потенциалопределяющих ионов 0,01 моль/л.

12.Составьте схемы гальванических элементов, в которых протекают реакции:

а) Cd + CuSO₄ = CdSO₄ + Cu;

б) Zn + Fe²⁺ = Zn²⁺ + Fe;

в) Al + Cr(NO₃)₃ = Al(NO₃)₃ + Cr;

г) 2 Au + 3H₂ = 2Au³⁺ + 6H⁺.

13.Гальванический элемент составлен из алюминиевой пластины, погружённой в 0,01 М раствор AlCl₃, и марганцевой пластины, погружённой в 0,1 М раствор MnCl₂. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции, происходящей при работе элемента, вычислите ЭДС.

14.Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС никель – железного гальванического элемента, в котором [Fe²⁺] = 0,1 моль/л, а [Ni²⁺] = 0,01 моль/л.

15.Для марганцево – цинкового гальванического элемента составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС, если [Mn²⁺] = 0,001 моль/л, а [Zn²⁺] = 0,01 моль/л.

16.Из никелевого и серебряного электродов I рода, погружённых соответственно в 0,01 М и 0,1 М растворы нитратов никеля (II) и серебра, составили гальванический элемент. Какой электрод служит анодом, а какой катодом? Масса какого электрода возрастает, а какого убывает при работе гальванического элемента ? Как заряжены электроды ? Какую ЭДС создаёт гальванический элемент ?

17.Укажите, изменится ли ЭДС элемента Даниеля – Якоби, если:

а) увеличить концентрацию ионов Cu²⁺ от 1до 3 моль/л;

б) добавить в катодное отделение NaOH;

в) удвоить размер цинкового электрода;

г) уменьшить концентрацию ионов Zn²⁺ от 1 до 0,1 моль/л;

д) повысить температуру электролита в гальваническом элементе.

Дайте подробный ответ, при необходимости подтвердив его расчётами.

18.Гальванический элемент, составленный из стандартного цинкового электрода и водородного электрода с Р (Н₂) = 1 атм., создаёт ЭДС, равную 0,701 В. Определите рН раствора в катодном отделении.

19.Составьте гальванический элемент, ЭДС которого равна стандартному электродному потенциалу железного электрода первого рода. Дайте подробный ответ.

20.Какие процессы происходят на электродах медного концентрационного гальванического элемента, если в электролите одного из электродов концентрация ионов Cu²⁺ равна 1 моль/л, а другого – 0,001 моль/л ? В каком направлении движутся электроны во внешней цепи ? Вычислите значения ЭДС и DG^о₂₉₈ этой цепи.

21.Исходя из значений стандартных электродных потенциалов, рассчитайте значения DG^о₂₉₈ реакций:

а) Zn + H₂SO₄ = Zn SO₄ + H₂;

б) Cu + 2Ag⁺ = Cu²⁺ + 2Ag.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.И. Ермакова. – М.: Интеграл-Пресс, 2005.

2. Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1979.

3. Романцева Л.М., Лещинская З.Л., Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высш. шк., 1991.

4. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. В.А. Рабиновича, Х.М. Рубиной. – М.: Интеграл-ПРЕСС, 2004.

Дополнительная

5. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия. – М.: Химия, 2001.

ПРИЛОЖЕНИЕ