Примеры решения и оформления заданий к разделу 8

Пример 1.Медно - цинковый гальванический элемент

1. Схема Zn / ZnSO4 //CuSO4 /Cu

Условия стандартные, т.е. Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru 1 моль/л, Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru 1 моль/л,

2. Электродные потенциалы

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru = - 0,76 В (при Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru 1 моль/л), Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru = + 0,34В (при Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru 1 моль/л).

3. Направление движения электронов по внешний цепи - от цинкового электрода в медному, так как потенциал цинкового электрода меньше.

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru

Расчет величины ЭДС.

ЭДС = φ0Ox - φ0Red = 0,34 - (- 0,76) = 1,1 В.

Пример 2 Гальванический элемент с водородным электродом.

1. Схема Zn / ZnSO4 // H2SO4 , Н2 / Pt.

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru 1 моль/л, Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru 1 моль/л, Т = 298 К, P = 101,3 кПa .

2. Электродные потенциалы

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru = 0 В , Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru = - 0,76 В (при Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru 1 моль/л).

3. Направление движения электронов по внешней цепи - от цинкового электрода к водородному, так как потенциал цинкового электрода меньше.

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru

4. Уравнения электродных процессов.

Zn (-): Zn - 2ē = Zn 2+ - процесс окисления

Pt (+): 2Н ++ 2ē = Н 2 ­ - процесс восстановления.

5. Суммарное уравнение:

Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2 ­

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + Н 2 ­

6. Расчет величины ЭДС.

ЭДС = φ0Ox - φ0Red = 0 - (- 0,76) = 0,76 В.

Пример 3. Концентрационный гальванический элемент.

Оба электрода из одного металла, но растворы солей, в которые погружены электроды, разной концентрации.

1. Схема гальванического элемента.

Ni / NiSO 4( Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru = 10-4 моль/л)// NiSO 4 ( Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru =1моль/л) / Ni

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru= -0,25 В.

2. Вычисление электродных потенциалов по уравнению Нернста.

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru= Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru+ Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru · lg Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru = -0,25 + Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru ·lg 10 -4 = -0,309 B.

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru= Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru= - 0,25 B.

3.Направление движения электронов по внешней цепи от Ni1 электрода к Ni2, так как Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru> Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru .

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru

4. Уравнения электродных полуреакций.

Ni1 (-): Ni - 2ē = Ni 2+ - процесс окисления;

Ni2 (+): Ni2+ + 2ē = Ni -процесс восстановления.

Токообразующая реакция не имеет смысла.

5. Расчет величины ЭДС.

ЭДС = Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru - Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru= - 0,25 - (- 0,309) = 0,059 В.

Пример 4. Гальванический элемент на основе окислительно-восстановительной реакции с инертным (С) электродом:

Zn / ZnSO4 // K2Cr2O7, Cr2(SO4)3, H2SO4 (C)

1. Сокращенная схема гальванического элемента

- Zn / Zn 2+ (1 M) // Cr2O72 -, Сr 3+, H+ (1 M) / C +

2. Используем значения стандартных электродных потенциалов, так как концентрации ионов в растворе равны 1моль/л.

Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru = - 0,76 B; Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru = 1,36 B.

3. Направление движения электронов -от цинкового электрода к

угольному, так как Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru > Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru .

ē

 
  Примеры решения и оформления заданий к разделу 8 - student2.ru

Zn / ZnSO4 // K2Cr2O7, Cr2(SO4)3, H2SO4 (C)

4. Уравнения электродных процессов.

Zn (-): Zn - 2ē = Zn 2+ - процесс окисления

С (+): Cr2O 7 2- + 6ē + 14Н+ = 2Cr 3+ + 7Н2О - процесс восстановления.

5. Суммарные уравнения.

3Zn + Cr2O72- + 14Н+ = 3Zn 2+ + 2Cr 3+ + 7Н2О

3Zn + K2Cr2O7+ 7H2SO4 = 3ZnSO4 + Cr2(SO4)3 + 7Н2О + K2SO4

6. Расчет величины ЭДС.

ЭДС = Е0Ox - Е0Red = 1,36- (- 0,76) = 2,12 В.

Тема №9: «Взаимодействие металлов с кислотами, водой и

растворами щелочей»

Задание 2. Используя потенциалы (см. таблицу на стр. 43), допишите уравнения реакций (по две для каждого варианта) и составьте к ним электронно-ионные схемы. Для реакций металлов с H2SO4 концентрированной и HNO3 значение потенциала окислителя примите равным более 1 В. Оцените практическую устойчивость металлов в данной среде.

1. Al + HCl H2SO4конц. + Сu 16. Sn + H2O + O2 H2SO4конц. + Bi
2. Al + H2O + O2 H2SO4конц. + Sn 17. Co + NaOH + H2O + O2 H2SO4конц. + Co
3.Al + H2O H2SO4конц. + Zn 18. Sn + NaOH + H2O + O2 H2SO4конц. + Be
4.Al + KOH + H2O HNO3разб. + Be 19. Ni + H2O + O2 HNO3разб. + Pb
5.Al + NaOH + H2O HNO3разб. + Cd 20. Pb + KOH + H2O + O2 HNO3разб. + Cr
6. Cu + H2O + O2 HNO3разб. + Mg 21. Cr + KOH + H2O + O2 H2SO4конц., t° + Al
7. Cu + NaOH + H2O + O2 HNO3конц. + Ba 22. Pb + H2O + O2 HNO3разб. + Bi
8. Fe + H2O + O2 HNO3конц. + Pb 23. Bi + KOH + H2O + O2 HNO3конц., t° + Ni
9. Cr + H2O HNO3разб. + Fe ® Fe3+ 24. Cr + HCl H2SO4конц. + Mg
10. Zn + H2O H2SO4конц., t° + Al ® 25. Al + HCl Zn + NaOH + H2O
11. Zn + NaOH + H2O H2SO4конц., t° + Ni ® 26. Ti + H2SO4конц., t° Cd + KOH + H2O + O2
12. Zn + H2SO4разб. +O2 HNO3конц., t° + Fe ® Fe3+ 27. Ti + HNO3разб. Cd + KOH + H2O
13. Cr + H2O + O2 HNO3разб. +Cu 28. Cd + HCl + O2 Be + H2SO4конц.
14. Zn + NaOH + H2O + O2 H2SO4конц., t° + Fe ® Fe3+ 29. Fe + KOH + H2O + O2 Ag + HNO3 конц.
15. Cr + NaOH + H2O HNO3разб. + Sn 30. Ni + KOH + H2O + O2 Mn + H2SO4конц.

Наши рекомендации