XI. Электрохимические процессы

1. Гальваническим элементом называется устройство, в котором:

а) происходит преобразование химической энергии окислительно-восстановительного процесса в электрическую энергию; б) происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу: в) происходит преобразование химической энергии окислительно-восстановительного процесса в тепловую энергию.

2. Каким типом проводимости должен обладать материал электрода в гальваническом элементе и при электролизере?

а) электронной проводимостью; б) дырочной проводимостью;

в) ионной проводимостью.

3. Какая схема будет соответствовать гальваническому элементу, в основе работы которого лежит токообразующая реакция

Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2 Ag ?

а) (-) Zn│Zn(NO₃)₂║ AgNO₃│ Ag (+);

б) (+)Zn│Zn(NO₃)₂║ AgNO₃│ Ag (-);

в) (-)Zn│ AgNO₃ ║ Zn(NO₃)₂│ Ag (+).

4. Чем является платина в гальваническом элементе

(-) Pt, H₂ │HCl║ AgNO₃│ Ag (+) ?

а) токопроводящим материалом; б) окислителем; в) восстановителем.

5. Уравнение Нернста для стандартных расчетов потенциала электрода имеет вид:

а) ; б) ;

в) .

6. Электродвижущая сила гальванического элемента определяется:

а) максимальной разностью потенциалов катода и анода;

б) максимальной разностью потенциалов анода и катода;

в) минимальной разностью потенциалов электродов.

7. Изменение стандартного изобарно-изотермического потенциала (∆G⁰₂₉₈) системы связано со стандартным значением электродвижущей силы (Е⁰) гальванической цепи соотношением:

а) ∆G⁰₂₉₈= - nFE⁰; б) ∆G⁰₂₉₈= - RTlgK_p;в) ∆G⁰₂₉₈=∆H - T∆S.

8. Какой процесс протекает на аноде в гальваническом элементе

Ni │Ni²⁺ (1М)║Н⁺ (1М)│Н₂, Pt ?

а) ; б) ; в) .

9. Какое значение имеет стандартная электродвижущая сила (Е⁰) в гальваническом элементе Ni │Ni²⁺ (1М)║Н⁺ (1М)│Н₂, Pt ( = - 0,24 В; = 0,00 В) ?

а) + 0,24 В; б) + 1,43 В; в) - 0,24 В.

10. Электролизом называется:

а) совокупность окислительно-восстановительных процессов на электродах при прохождении электрического тока от внешнего источника через раствор или расплав электролитов;

б) процессы окисления и восстановления в растворах электролитов;

в) преобразование энергии окислительно-восстановительных процессов в электрическую энергию.

11. Правило катодного восстановления при электролизе формулируется следующим образом…

а) в первую очередь на катоде восстанавливается система с максимальным значением потенциала;

б) в первую очередь на катоде восстанавливается система с минимальным значением потенциал;

в) в первую очередь на катоде окисляется система с наибольшим значением потенциала.

12. Правило анодного окисления при электролизе формулируется следующим образом…

а) в первую очередь на аноде окисляется система с наименьшим значением потенциала;

б) в первую очередь на аноде восстанавливается система с максимальным значением потенциал;

в) в первую очередь на аноде окисляется система с наибольшим значением потенциала.

13. При электролизе водного раствора сульфата натрия на катоде протекает процесс:

а) ( = - 2,71 В);

б) ( = 0,00 В);

в) ( - 0,41 В).

14. При электролизе водного раствора соли KI на аноде протекает процесс:

а) ( = +0,54 В);

б) ( = 1,5 В);

в) ( - 0,41 В).

15. Какой процесс протекает на медном аноде при электролизе водного раствора серной кислоты:

а) ( = + 0,34 В);

б) ( = + 0,34 В);

в) ( = 0,00 В).

16. Чем определяется ЭДС гальванического элемента

(-) Pt,H₂│H⁺(1 М)║Cu²⁺(1 M)│Cu(+) в стандартных условиях?

а) разностью стандартных потенциалов катода и анода ;

б) суммой стандартных потенциалов катода и анода;

в) разностью потенциалов катода и анода.

17. Какова теоретическая последовательность осаждения металлов находящихся в растворе в виде ионов: Na⁺,K⁺,Al³⁺,Fe³⁺,Cd²⁺,Au³⁺, Ag⁺, Cu²⁺, если концентрация каждого иона равна 1 М, а потенциал катода 3 В.

а) Au³⁺, Ag⁺, Fe³⁺,Cu²⁺,Cd²⁺, остальные осаждаться не будут;

б) Cd²⁺,Cu²⁺,Fe³⁺,Ag⁺,Au³⁺, далее процесс электролиза воды;

в)Na⁺,K⁺,Al³⁺,Fe³⁺,Cd²⁺.

18. В каком случае выделяется больше серебра: при электролизе расплава или водного раствора AgNO₃ (время электролиза и сила тока одинаковы):

а) одинаковое количество; б) в случае электролиза расплава;

в) в случае электролиза водного раствора.

19. Какой металл серебро, медь или висмут, находящийся в растворе своей соли в стандартных условиях, приобретает больший положительный заряд ( = + 0,34 В, = + 0,8 В, ):

а) серебро; б) медь; в) висмут.

20. Почему суммарные окислительно-восстановительные реакции электролиза протекают в направлении увеличения энергии Гиббса:

а) процесс является принудительным;

б) процесс является самопроизвольным;

в) система находится в состоянии равновесия .

XII. Коррозия

1. Укажите механизм коррозионного процесса бронзовых деталей (сплав медь-олово) в воде:

а) электрохимическая; б) химическая; в) биохимическая.

2. Какой вид коррозии стали вызывает горение жидкого топлива, содержащего примеси серы?

а) химическую; б) электрохимическую; в) биохимическую.

3. Почему активный металл Al не корродирует на воздухе? Назовите другие металлы с аналогичными свойствами.

а) из-за гидроксидной пленки на поверхности; Zn, Mg, Cr, Ti;

б) из-за низкого потенциала; Mg, Cr, K;

в) из-за пассивации металла; Zn, Cr, Fe.

4. В какой среде эксплуатация латуни ( сплав цинк-медь) является желательной? В чем причина:

а) рН=7; образуется на поверхности гидроксид цинка, устойчивый в нейтральной среде;

б) рН>7; образуется гидроксид цинка, устойчивый в щелочной среде;

в) рН<7; образуется гидроксид цинка, устойчивый в кислой среде.

5. Термодинамическим условием возможности протекания коррозии является:

а) ∆G<0; б) ∆G=0; в) ∆G>0.

6. Определите термодинамическую возможность газовой коррозии изделия из углеродистой стали при 900 ⁰С, протекающей по реакции:

Fe_(т) + Н₂О↔FeO_(т) + Н_2(г)

а) не протекает, т.к. = 9,4 кДж/моль;

б) протекает, т.к. = - 9,4 кДж/моль;

в) протекает, т.к. = - 15,7 кДж/моль;

г) не протекает, т.к. = - 9,4 кДж/моль.

7. Какую газовую атмосферу наиболее целесообразно выбрать для обработки титанового изделия при 800 градусов Цельсия? Ответ подтвердите расчетом .

а) аргон; =0 кДж/моль; б) кислород; = - 882,8 кДж/моль;

в) азот; = - 229,5 кДж/моль;

8. При коррозии сплава, содержащего свинец и олово на воздухе при рН=2 будет протекать катодная реакция…

а) О₂ + 4Н⁺ + 4е →2Н₂О; б) 2Н⁺ + 2е → Н₂; в) О₂ + 2Н₂О +4е → 4ОН^-.

9. Какой металл будет разрушаться при нарушении целостности свинцового покрытия на железе во влажном воздухе при рН=7, если = ‑ 0,14 В; = ‑ 0,44 В;)?

а) Fe⁰ – 2e → Fe²⁺; б) Sn²⁺ + 2е → Sn⁰; в) Sn⁰ – 2е → Sn²⁺.

10. С каким из металлов конструкционный контакт стальной детали является наиболее опасным, если = - 0,44, В; = - 0,14, В; = 0,80, В; = - 0,76, В ?

а) с серебром; б) с цинком; в) с оловом.

11. Укажите металлы, которые могут корродировать с выделением водорода в растворах при рН=2:

а) цинк; б) медь; в) серебро.

12. Какие продукты коррозии образуются при нарушении никелевого покрытия на стали во влажном воздухе, если = - 0,44, В; = - 0,25, В ?

а) Fe(OH)₂; б) Ni(OH)₂; в) .

13. Какое железо корродирует в кислой почве быстрее – находящееся в контакте с оловом или медью, если = – 0,44, В; = – 0,12, В; + 0,34, В?

а) с медью; б) с оловом; в) не корродирует.

14. При нарушении оловянного покрытия на стальном изделии в морской воде (рН=8) на катоде протекает реакция:

а) О₂ + 2Н₂О +4е → 4ОН^- ; б) О₂ + 4Н⁺ + 4е →2Н₂О; в) 2Н⁺ + 2е → Н₂.

15. Присадки какого металла не вызывают коррозии алюминия в нейтральной среде? Ответы подтвердите схемой возникающего гальванического элемента ( – 1,67, В; – 2,17, В; + 0,34, В; = – 0, 76, В).

а) магния; Mg | , O₂, H₂O| Al;

б) меди; Al | , O₂, H₂O | Cu;

в) цинка; Al | , O₂, H₂O | Zn.

16. Какие из указанных металлов могут служить протектором для защиты стальных изделий от коррозии в морской воде, если ‒ 2,17, В; = – 0,14, В; + 0,34, В; = – 0,44, В; = ‒0,76, В)?

а) цинк и магний; б) олово; в) медь.

17. Для защиты медных изделий от коррозии во влажном воздухе в качестве катодного покрытия используется металл… ( +0,34, В; = ‒ 0,25, В; = 0,80, В; = - 0,71, В):

а) серебро; б) хром; в) никель.

18. Для защиты стальных изделий в качестве анодного покрытия используются металлы… ( = ‒ 0,71, В; + 0,34, В; = ‒ 0,76, В; = – 0,44, В)

а) хром и цинк; б) медь и цинк; в) хром и медь.

19. Какой метод защиты от коррозии в морской воде стального корпуса плавучего крана при рН≈7 используется на причалах ( = - 0,76, В; = ‑ 0,44, В):

а) протекторная защита; Zn – протектор; б) покрытие из цинка;

в) катодная защита.

20. Какой из указанных методов защиты оцинкованных труб от коррозии под действием движущей воды является наиболее эффективным:

а) обработка воды;

б) протекторная защита;

в) катодная защита.