Индивидуальные задания
Задача 1
А. Из каких электродов состоит гальванический элемент? Составьте уравнения реакций, протекающих на электродах при работе данного гальванического элемента, а также схему элемента. Рассчитайте значение стандартного ЭДС данного гальванического элемента.
Суммарное уравнение для процессов, протекающих на электродах в гальваническом элементе – Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu.
Б. См. условие варианта А. 2Al + 3Cd2+ → 2Al3+ + 3Cd
В. См. условие варианта А. Ni + H2SO4 → NiSO4 + H2
Г. См. условие варианта А. Ti + Sn2+ → Ti2+ + Sn
Д. Схема гальванического элемента – (-) Мg/ Mg2+ // 2H+/H2, Pt (+).
Напишите уравнения электродных процессов, а также суммарное уравнение. Какие электроды составляют этот элемент. Какой электрод является катодом, какой – анодом? Почему? Определите ЭДС в стандартных условиях.
Е. См. условие варианта Д. (-) Cd/ Cd2+ // Ag+/ Ag (+)
Ж. См. условие варианта Д. (-) Cu/ Cu(NO3)2 // Hg(NO3)2 / Hg (+)
З. См. условие варианта Д. (-) Cr/ CrCl2 // NiCl2 / Ni (+)
И. Гальванический элемент состоит из железного и свинцового электродов. Какой из них будет катодом, какой – анодом? Напишите уравнения процессов, протекающих на каждом из электродов, а также суммарное уравнение и схему данного гальванического элемента. Рассчитайте значение ЭДС.
К. См. условие варианта И. Ванадиевый и кобальтовый электроды.
Л. См. условие варианта И. Бериллиевый и водородный электроды.
М. См. условие варианта И. Никелевый и медный электроды.
Н. Какой из электродов в паре с медным электродом будет выполнять функцию катода: Mg, Ag, H2. Составьте уравнения электродных процессов, схемы гальванического элемента. Рассчитайте значение стандартного ЭДС.
О. См. условие варианта Н. Al – Na, Be, Fe
П. См. условие варианта Н. Co – Hg, Mn, Zn
Р. См. условие варианта Н. H2 - Hg, Cr, Zn
С. Значение ЭДС стандартного гальванического элемента равно 1,05 В. Один из электродов свинцовый (Pb2+/Pb). Используя значения стандартных потенциалов, определите второй электрод. Составьте уравнения электродных процессов, суммарное уравнение и схему элемента.
Т. См. условие варианта С. ЭДС равна 1,19 В, один из электродов ванадиевый;
У. См. условие варианта С. ЭДС равна 3,16 В, один из электродов магниевый;
Ф. См. условие варианта С. ЭДС равна 0,3 В, один из электродов железный.
Задача 2
А. Рассчитайте потенциал водородного электрода, рН раствора которого равен 3. Сделайте вывод о процессах, протекающих на данном водородном электроде, если другим электродом в гальваническом элементе будет стандартный свинцовый? Произойдут ли изменения в процессах, протекающих на электродах, если водородный электрод также будет стандартным?
Б. Рассчитайте потенциал водородного электрода, [H+] в котором равна 0,01 моль/л. Сделайте вывод о процессах, протекающих на данном водородном электроде, если другим электродом в гальваническом элементе будет стандартный медный? Произойдут ли изменения в процессах, протекающих на электродах, если водородный электрод также будет стандартным?
В. Рассчитайте потенциал водородного электрода рН раствора, которого равен 4. Сделайте вывод о процессах, протекающих на данном водородном электроде, если другим электродом в гальваническом элементе будет стандартный кобальтовый? Произойдут ли изменения в процессах, протекающих на электродах, если водородный электрод также будет стандартным?
Г. Определите рН раствора электролита водородного электрода, потенциал которого составляет -0,118 В.
Д. Потенциал водородного электрода равен -0,18 В. Определите концентрацию ионов водорода в нём. Сравните её значение с [Н+] в стандартном водородном электроде.
Е. Рассчитайте ЭДС концентрационного марганцового гальванического элемента, если концентрации ионов марганца в растворах электродов следующие: 0,1 моль/л и 0,01 моль/л. Какой из электродов будет катодом, какой – анодом?
Ж. Рассчитайте ЭДС концентрационного оловянного гальванического элемента, если концентрации ионов олова в растворах электродов следующие: 1 моль/л и 0,001 моль/л. Какой из электродов будет катодом, какой – анодом?
З. Раствор, какой концентрации соли никеля нужно приготовить, чтобы получить никелевый электрод с потенциалом, равным – 0,31 В. В каком электроде – данном или стандартном – выше концентрация ионов никеля?
И. Какой электрод в гальваническом элементе, состоящем из кадмиевого и железного электродов, будет окисляться, если концентрация ионов кадмия в растворе составляет 0,001 моль/л, а железный электрод стандартный. Произойдут ли изменения в электродных процессах, если кадмиевый электрод также будет стандартным?
К. Какой электрод в гальваническом элементе, состоящем из свинцового и оловянного электродов, будет окисляться, если концентрация ионов свинца в растворе составляет 0,01 моль/л, а концентрация ионов олова – 1,0 моль/л. Произойдут ли изменения в электродных процессах, если свинцовый электрод будет стандартным?
Л. Определите концентрацию ионов меди в растворе электролита электрода, чтобы его потенциал стал равен 0,25 В. Как изменится концентрация ионов меди по сравнению с таковой в стандартном медном электроде?
М. Определите концентрацию ионов серебра в растворе электролита электрода, чтобы его потенциал стал равен 0,74 В. Как изменится ЭДС гальванического элемента, в котором этот электрод будет катодом?
Н. Определите концентрацию ионов бериллия в растворе электролита электрода, чтобы его потенциал стал равен – 1,85 В. Как изменится ЭДС гальванического элемента, в котором этот электрод будет анодом?
О. Как изменится ЭДС гальванического элемента из задачи 1, если концентрация ионов металла анода будет равна 0,1 моль/л, а катода – 0,01 моль/л?
П. Как изменится ЭДС гальванического элемента из задачи 1, если концентрация ионов металла анода будет равна 0,01 моль/л, а катода – 0,001 моль/л?
Р. Раствор, какой концентрации соли магния нужно приготовить, чтобы потенциал магниевого электрода был равен -2,39 В. В каком электроде – данном или стандартном – выше концентрация ионов магния?
С. Как изменится ЭДС гальванического элемента из задачи 1, если катод будет стандартным, а концентрация ионов металла анода будет равна 0,1 моль/л?
Т. Рассчитайте ЭДС концентрационного хромового гальванического элемента (Cr2+/Cr), если концентрации ионов хрома в растворах электродов следующие: 0,001 моль/л и 0,01 моль/л. Какой из электродов будет катодом, какой – анодом?
У. Как изменится ЭДС гальванического элемента из задачи 1, если анод будет стандартным, а концентрация ионов металла катода будет равна 0,1 моль/л?
Ф. Как изменится ЭДС гальванического элемента из задачи 1, если катод будет стандартным, а концентрация ионов металла анода будет равна 0,01 моль/л?
Задача 3
А. – П. Составьте схемы электролиза растворов веществ (на угольных анодах):
K2SO4; NiCl2. При электролизе, какого из предложенных вам веществ выделяется кислород? Сколько кислорода выделится при электролизе током силой 30 А в течение 1,5 часов?
Б. NaOH; AgNO3. При электролизе, какого из предложенных вам веществ выделяется водород? Сколько водорода выделится при электролизе током силой 25 А в течение одних суток?
В. H2SO4; CaCl2. Сколько грамм серной кислоты подвергнется электролитическому разложению в течение 20 мин под действием тока силой 120 А?
Г. NaNO3; SnCl2. Какое соединение образуется на катоде при электролизе нитрата натрия. Найдите его массу, если электролиз протекал 2 часа силой тока 100 А.
Д. CuSO4; FeCl2. Сколько грамм меди выделится на электроде при пропускании через раствор электролита заряда 241,25 Кл?
Е. HCl; Cr(NO3)2. Рассчитайте силу тока, который выделит 50 г водорода из раствора HCl в течение 20 мин.
Ж. KOH; CuCl2. Найдите силу тока, с которой проводят электролиз раствора CuCl2, массой 16,79 г, в течение 20 мин.
З. AgNO3; CoCl2. Определите массу серебра, выделившегося на катоде при пропускании через раствор нитрата серебра тока силой 50 А в течение 50 мин.
И. BeCl2; CdSO4. Рассчитайте электрохимический эквивалент хлорида бериллия.
К. HNO3; CuBr2. При электролизе, какого из предложенных вам соединений образуется водород? Определите объём водорода, если электролитическое разложение проводят током силой 200 А в течение 2 часов.
Л. Ca(OH)2; NiCl2. Какой заряд необходим для электрохимического превращения 34 г гидроксида кальция?
М. PtCl2; Sn(NO3)2. Как долго нужно проводить электролиз для получения 19,5 г платины, если сила тока составляет 120 А?
Н. CuCl2; FeSO4. В течение какого времени осуществляется электролитическое разложение 38 г хлорида меди, содержащихся в растворе? Сила тока равна 65 А.
О. Ba(OH)2; NaCl. При электролизе, какого из предложенных вам соединений образуется кислород? Определите объём кислорода, если электролитическое разложение проводят током силой 40 А в течение 1 часа.
П. MnBr2; Ni(NO3)2. Определите электрохимические эквиваленты веществ, образующихся на катоде при электролизе нитрата никеля (II).
Р. Cоставьте схемы электролиза растворов CuSO4, протекающих на угольном и растворимом медном анодах. В чём будет заключаться различие? Определите массу меди выделившуюся на катоде при пропускании тока силой 100 А в течение 30 мин через раствор CuSO4?
С. Cоставьте схемы электролиза растворов Zn(NO3)2, протекающих на угольном и растворимом цинковом анодах. В чём будет заключаться различие? Определите объём газа выделившегося на катоде при пропускании тока силой 50 А в течение 10 мин через раствор Zn(NO3)2?
Т. Cоставьте схемы электролиза растворов NiCl2, протекающих на угольном и растворимом никелевом анодах. В чём будет заключаться различие? Какой заряд нужно пропустить через раствор хлорида никеля (угольный анод), чтобы подвергнуть превращению 0,325 г хлорида никеля?
У. Cоставьте схемы электролиза растворов Ti(NO3)2, протекающих на угольном и растворимом титановом анодах. В чём будет заключаться различие? Определите силу тока, пропускаемого через раствор Ti(NO3)2 в течение 20 мин, если объём газа, выделившегося на аноде, составляет 2,79 л (угольный анод)?
Ф. Cоставьте схемы электролиза растворов CoCl2, протекающих на угольном и растворимом кобальтовом анодах. В чём будет заключаться различие? Рассчитайте электрохимический эквивалент выделившегося на аноде продукта (электролиз проводят на угольном аноде).