Составьте схему гальванического элемента, электронные уравне-ния работы гальванического элемента

Сг½СrCl₃ (0,001 моль/л)½½NiCl₂ (0,1 моль/л)½Ni, рассчитайте ЭДС.

Решение:

Cr | CrCl₃|| NiCl₂| Ni

В данном гальваническом элементе более активный металл хром выполняет роль анода, а никель – катода.

Анод в процесе работы окисляется:

Cr – 3e Þ Cr³⁺.

На катоде идет восстановление ионов из раствора:

Ni²⁺ +2e Þ Ni.

Величина электродного потенциала определяется по уравнению Нернста:

E = E° + (0,059/n) lg[Mⁿ⁺].

E_Ni = -0,23 + (0,059/2) lg10^-1 = -0,26 B.

E_Cr = -0,73 + (0,059/3) lg10^-3 = -0,79 B.

Э.Д.С. = Е_катода – Е_анода = -0,26 – (-0,79) = 0,54 В.

17. Составьте уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе водного раствора K₂SO₄.

Решение:

В водном растворе сульфат калия диссоциирует на ионы. Составим уравнения электродных процессов, учитывая, что активный калий не восстанавливается на катоде – вместо него восстанавливается водород; а сульфат-анион не окисляется в водном растворе, на аноде – выделяется кислород:

K₂SO₄ Û 2K⁺ + SO₄^2-.

H₂O Û H⁺+ OH^-

К⁺, H⁺, H₂O H₂O, OH^-, SO₄^2-

На катоде(-): На аноде(+):

2H₂O + 2e Þ Н₂ + 2ОH^-; 2H₂O – 4e Þ O₂ + 4H⁺.

Составим уравнения электродных процессов, учитывая, что активный калий не восстанавливается на катоде – вместо него восстанавливается водород; а сульфат-анион не окисляется в водном растворе, на аноде – выделяется кислород:

18. Определите какие вещества и в каком количестве выделятся на угольных катоде и аноде при электролизе расплава KCl. Время электролиза – 1 час при силе тока 5 А.

Решение:

Составим уравнения электродных процессов:

KClÛ K⁺ +Cl ^-.

H₂O Û H⁺+ OH^-

К⁺, H⁺, H₂O H₂O, OH^-, Cl ^-.

На катоде(-): На аноде(+):

2H₂O + 2e Þ Н₂ + 2ОH^-; 2Cl^- – 2e Þ Cl₂ .

Масса вещества, выделяющаяся на электродах прямо пропорциональна количеству электричества, пропущенному через раствор.

m(H₂) = kIt = (A(H)/1×F)It = (1/(1×96500))×5×3600 = 0,18 г.

m(Cl₂) = kIt = (A(Cl)/1×F)It = (35/(1×96500))×5×3600 = 6,53 г.

19.Опишите коррозию на стыке меди и никеля в кислой среде и во

влажном воздухе

Решение:

При контакте двух металлов в среде электролита образуется гальванический элемент. При этом разрушается более активный металл, который выполняет роль анода.

а) В кислой среде:

NiôHCl ôCu pH<7

На катоде: На аноде:

2H⁺ + 2e Þ H₂; Ni – 2e Þ Ni²⁺.

Полное уравнение: Ni + 2HCl Þ NiCl₂ + H₂

б) В атмосферных условиях – в присутствии атмосферного кислорода и влаги воздуха:

Ni ôH₂O , O₂ ôCu pH ³ 7

На катоде: На аноде:

2H₂O + O₂ + 4e Þ 4OH^-; Ni – 2e Þ Ni²⁺.

Полное уравнение: 2Ni + 2H₂O + O₂ Þ 2Ni(OH)₂.

Вопросы к коллоквиуму 2

1.Скорость гомогенной и гетерогенной химической реакции.

2.Факторы, влияющие на скорость химической реакции.

3.Влияние концентрации на скорость химической реакции.

4.Влияние температуры на скорость химической реакции.

5.Катализ. Влияние катализаторов на скорость химической реакции.

6.Химическое равновесие. Константа равновесия.

7.Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.

8.Влияние концентрации, давления, температуры на состояние

химического равновесия.

9.Понятие раствора. Типы растворов.

10.Физическая и химическая теории растворов.

11.Способы выражения концентрации растворов.

12.Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.

13.Давление насыщенного пара над раствором. Закон Рауля.

14.Повышение температуры кипения растворов. Эбулиоскопическая

постоянная.

15.Понижение температуры замерзания растворов. Криоскопическая

постоянная.

16.Основные положения теории электролитической диссоциации

С.Аррениуса.

17.Особенности диссоциации кислот, оснований, солей (средних,

кислых, основных).

18.Сильные и слабые электролиты. Степень электролитической диссо-

циации.

19.Особенности протекания химических реакций в растворах электро-

литов.

20.Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). Гидролиз

солей.

21. Понятие окислительно-восстановительной реакции. Типы окислительно-восстановительных реакций.

22. Степень окисления. Окислитель. Восстановитель. Процесс окисления. Процесс восстановления.

23. Метод электронного баланса.

24. Метод полуреакций.

25. Физические свойства металлов.

26. Ряд напряжений Н.Н.Бекетова. Взаимодействие металлов с растворами солей.

27. Действие кислот на металлы.

28. Действие щелочей на металлы.

29. Возникновение двойного электрического слоя на границе металл-раствор. Электродный потенциал.

30.Нормальный водородный электрод. Стандартный электродный потенциал. Ряд напряжений металлов.

31. Гальванические элементы. Э.Д.С. гальванического элемента.

32.Концентрационный гальванический элемент.

33.Электролиз расплавов электролитов.

34.Электролиз водных растворов электролитов с инертным анодом.

35.Электролиз водных растворов электролитов с активным анодом.

36.Коррозия металлов. Виды коррозии.

37.Контактная коррозия металлов.

38.Коррозия под действием блуждающих токов.

39.Методы защиты металлов от коррозии.

40.Покрытия неорганические и органические.

41.Металлические покрытия.

42.Протекторная и катодная защита металлов от коррозии.

Таблица вариантов контрольных заданий

Номер варианта	Номера задач
01, блок 1	1, 61, 91, 151, 171, 201,
блок 2	231, 331, 361, 391, 421, 481
02, блок 1	2, 62, 92, 152, 172, 202
блок 2	232,332, 362, 392, 422, 482
03, блок 1	3, 63, 93, 153, 173, 203
блок 2	233, 333, 363, 393, 423, 483
04, блок 1	4, 64, 94, 154, 174, 204,
блок 2	234, 334, 364, 394, 424, 484
05, блок 1	5, 65, 95, 155, 175, 205
блок 2	235. 335, 365, 395, 425, 485
06, блок 1	6, 66, 96, 156, 176, 206
блок 2	236, 336, 366, 396, 426, 486
07, блок 1	7, 67, 97, 157, 177, 207
блок 2	237, 337, 367, 397, 427, 487
08, блок 1	8, 68, 98, 158, 178, 208
блок 2	238,338, 368, 398, 428, 488
09, блок 1	9, 69, 99, 159, 179, 209
блок 2	239, 339, 369, 399, 429, 489
10, блок 1	10, 70, 100, 160, 180, 210
блок 2	240, 340, 370, 400, 430, 490
11, блок 1	11, 71, 101, 161, 181, 211
блок 2	241, 341, 371, 401, 431, 491
12, блок 1	12, 72, 102, 162, 182, 212,
блок 2	242, 342, 372, 402, 432, 492
13, блок 1	13, 73, 103, 163, 183, 213
блок 2	243, 343, 373, 403, 433, 493
14, блок 1	14, 74, 104, 164, 184, 214
блок 2	244, 344, 374, 404, 434, 494
15, блок 1	15, 75, 105, 165, 185, 215
блок 2	245, 345, 375, 405, 435, 495
16, блок 1	16, 76, 106, 166, 186, 216
блок 2	246, 346, 376, 406, 436, 496
17, блок 1	17, 77, 107, 167, 187, 217
блок 2	247, 347, 377, 407, 437, 497
18, блок 1	18, 78, 108, 168, 188, 218
блок 2	248, 348, 378, 408, 438, 498
19, блок 1	19, 79, 109, 169, 189, 219
блок 2	249, 349, 379, 409, 439, 499
20, блок 1	20, 80, 110, 170, 190, 220
блок 2	250, 350, 380, 410, 440, 500
21, блок 1	21,81, 111, 151, 191, 221
блок 2	251, 351, 381, 411, 441, 481
22, блок 1	22, 82, 112, 152, 192, 222
блок 2	252, 352, 382, 412, 442,482
23, блок 1	23, 83, 113, 153, 193, 223
блок 2	253, 353, 383, 413, 443, 483
24, блок 1	24, 84, 114,154, 194, 224
блок 2	254, 354, 384, 414, 444, 484
25, блок 1	25, 85, 115, 155, 195, 225
блок 2	255, 355, 385, 415, 445, 485
26, блок 1	26, 86, 116, 156, 196, 226
блок 2	256 356, 386, 416, 446, 486
27, блок 1	27, 87, 117, 157, 197, 227
блок 2	257, 357, 387, 417, 447, 487
28, блок 1	28, 88, 118, 158, 198, 228
блок 2	258, 358, 388, 418, 448, 488
29, блок 1	29, 89, 119, 159, 199, 229
блок 2	259, 459, 389, 419, 449, 489
30, блок 1	30, 90, 120, 160, 200, 230
блок 2	260, 360, 390, 420, 450, 490
31,блок 1	31, 92, 121, 161, 181, 211
блок 2	261, 331, 361, 391, 451, 491
32,блок 1	32, 93, 122, 162, 182, 212
блок 2	262, 332, 362, 392, 452, 492
33,блок 1	33, 94, 123, 163, 183, 213
блок 2	263, 333, 363, 393, 453, 493
34,блок 1	34, 95, 124, 164, 184, 214
блок 2	264, 334, 364, 394, 454, 494
35,блок 1	35, 96, 125, 165, 185, 215
блок 2	265, 335, 365, 395, 455, 495
36,блок 1	36, 97 126, 166, 186, 216
блок 2	266, 336, 366, 396, 456, 496
37,блок 1	37,98, 127, 167, 187, 217
блок 2	267, 337, 367, 397, 457, 497
38,блок 1	38, 99, 128, 168, 188, 218
блок 2	268, 338, 368, 398, 458, 498
39,блок 1	39, 100, 129, 169, 189, 219
блок 2	269, 339, 369, 399, 459, 499
40,блок 1	40, 101, 130, 170, 190, 220,
блок 2	270, 340, 370, 400, 460, 500
41,блок 1	41, 102, 131, 151, 191, 221
блок 2	271,341, 371, 401, 461, 481
42,блок 1	42, 103, 132, 152, 192, 222
блок 2	272, 342, 372, 402, 462, 482
43,блок 1	43, 104, 133, 153, 193, 223
блок 2	273, 343, 373, 403, 463, 483
44,блок 1	44, 105, 134, 154, 194, 224
блок 2	274, 344, 374, 404, 464, 484
45,блок 1	45, 106, 135, 155, 195, 225
блок 2	275, 345, 375, 405, 465, 485
46,блок 1	46, 107, 136, 156, 196, 226
блок 2	276, 346, 376, 406, 466, 486
47,блок 1	47, 108, 137, 157, 197, 227
блок 2	277,347, 377, 407, 467, 487
48,блок 1	48, 87, 138, 158, 198, 228
блок 2	278, 348, 378, 408, 468, 488
49,блок 1	49, 109, 139, 159, 199, 229
блок 2	279, 349, 379, 409,469, 489
50,блок 1	50, 110, 140, 160, 200, 230
блок 2	280,350, 380, 410, 470, 490
51,блок 1	51, 111, 141, 161, 171, 201
блок 2	281, 351, 381, 411, 471, 491
52,блок 1	52, 112, 142, 162, 172, 202
блок 2	282, 352, 382, 412, 472, 492
53,блок 1	53, 113, 143, 163, 173, 203
блок 2	283, 353, 383, 413, 473, 493
54,блок 1	54, 114, 144, 164, 174, 204
блок 2	284, 354, 384, 414, 474, 494
55,блок 1	55, 115, 145, 165, 175, 205
блок 2	285, 355, 385, 415, 475, 495
56,блок 1	56, 116, 146, 166, 176, 206
блок 2	286, 356, 386, 416, 476, 496
57,блок 1	57,117, 147, 167, 177, 207
блок 2	287, 357, 387, 417, 477, 497
58,блок 1	58,118, 148, 168, 178, 208
блок 2	288, 358, 388, 418, 478, 498
59,блок 1	59,119, 149, 169, 179, 209
блок 2	289, 359, 389, 419, 479, 499
60блок 1	60, 120, 150, 170, 180, 210
блок 2	290, 360, 390, 420, 480, 500
61,блок 1	1, 121, 61, 151, 181, 211
блок 2	291, 331, 361, 391, 421, 481
62,блок 1	2, 122, 62, 152, 182, 212
блок 2	292, 332, 362, 392,422, 482
62,блок 1	3, 123, 63, 153, 183, 213
блок 2	293, 333, 363, 393, 423, 483
64,блок 1	4, 124, 64, 154, 184, 214
блок 2	294, 334, 364, 394, 424, 484
65,блок 1	5, 125, 65, 155, 185, 215
блок 2	295, 335, 365, 395, 425, 485
66,блок 1	6, 126, 66, 156, 186, 216
блок 2	296, 336, 366, 396, 426, 486
67,блок 1	7, 127, 67, 157, 187, 217
блок 2	297, 337, 367, 397, 427, 487
68,блок 1	8, 128, 68, 158, 188, 218
блок 2	298, 338, 368, 398, 428, 488
69,блок 1	9, 129, 69, 159, 189, 219,
блок 2	299, 339, 369, 399, 429, 489
70,блок 1	10, 130, 70, 160, 190, 220,
блок 2	300, 340, 370, 400, 430, 490
71,блок 1	11, 131, 71, 161, 191, 221
блок 2	301, 341, 371, 401, 431, 491
72,блок 1	12, 132, 72, 162, 192, 222
блок 2	302, 342, 372, 402, 432, 492
73,блок 1	13, 133, 73, 163, 193, 223
блок 2	303, 343, 373, 403, 433, 493
74,блок 1	14, 134, 74, 164, 194, 224
блок 2	304, 344, 374, 404, 434, 494
75,блок 1	15, 135, 75, 165, 195, 225
блок 2	305, 345, 375, 405, 435, 495
76,блок 1	16, 136, 76, 166, 196, 226
блок 2	306, 346, 376, 406, 436, 496
77,блок 1	17, 137, 77, 167, 197, 227
блок 2	307, 347, 377, 407, 437, 497
78,блок 1	18, 138, 78, 168, 198, 228
блок 2	308, 348, 378, 408, 438, 498
79,блок 1	19, 139, 79, 169, 199, 229
блок 2	309, 349, 379, 409, 439, 499
80,блок 1	20, 140, 80, 170, 200, 230
блок 2	310, 350, 380, 410, 440, 500
81,блок 1	21, 141, 81, 151, 181, 201
блок 2	311, 351, 381, 411, 441, 481
82,блок 1	22, 142, 82, 152, 182, 202
блок 2	312, 352, 382, 412, 442, 482
83,блок 1	23, 143, 83, 153, 183, 203
блок 2	313, 353, 383, 413, 443, 483
84,блок 1	24, 144, 84, 154, 184, 204
блок 2	314, 354, 384, 414, 444, 484
85,блок 1	25, 145, 85, 155, 185, 205
блок 2	315, 355, 385, 415, 445, 485
86,блок 1	26, 146, 86, 156, 186, 206
блок 2	316, 356, 386, 416, 446, 486
87,блок 1	27, 147, 87, 157, 187, 207
блок 2	317, 357, 387, 417, 447, 487
88,блок 1	28, 148, 88, 158, 188, 208
блок 2	318, 358, 388, 418, 448, 488
89,блок 1	29, 149, 89, 159, 189, 209
блок 2	319, 359, 389, 419, 449, 489
90,блок 1	30, 150, 90, 160, 190, 210
блок 2	320, 360, 390, 420, 450, 490
91,блок 1	31, 61, 91, 161, 191, 211
блок 2	321, 331, 361, 401, 451, 491
92,блок 1	32, 62, 92, 162, 192, 212
блок 2	322, 332, 362, 402, 452, 492
93,блок 1	33, 63, 93, 163, 193, 213
блок 2	323, 333, 363, 403, 453, 493
94,блок 1	34, 64, 94, 164, 194, 214
блок 2	324, 334, 364, 404, 454, 494
95,блок 1	35, 65, 95, 165, 195, 215
блок 2	325, 335, 365, 405, 455, 495
96,блок 1	36, 66, 96, 166, 196, 216
блок 2	326, 336, 366, 406, 456, 596
97,блок 1	37, 67, 97, 167, 197, 217
блок 2	327, 337, 367, 407, 457, 497
98,блок 1	38, 68, 98, 168, 198, 218
блок 2	328, 338, 368, 408, 458, 498
99,блок 1	39, 69, 99, 169, 199, 219
блок 2	329, 339, 369, 409, 459, 499
00,блок 1	40, 70, 100, 170, 200, 220
блок 2	330, 340, 370, 410, 460, 500