Контрольные вопросы и задачи

1 Ток силой 1,2 А проходит через раствор хлорида меди (II) в течение 2 ч. Сколько меди выделилось при выходе по току 95%?

2 Для полного выделения цинка из 4,85 г цинковой руды после соответствующей обработки потребовалось 40,8 мин при силе тока 2,4 А. Определить процентное содержание оксида цинка в руде.

3 Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и рассчитайте ЭДС элемента, состоящего из медной и кадмиевой пластин, опущенных в раствор собственных ионов с а= 0,1 и а= 0,1 моль/л соответственно. Изменится ли ЭДС, если активность каждого вида ионов возрастет в 10 раз?

4 Сколько времени следует пропускать ток силой 5 А через раствор KCl для получения 80 г KOH при выходе по току 0,6?

5 Гальванический элемент собран по схеме:

Pb | Pb(NO₃)₂ || Sn(NО₃)₂ | Sn.

Составьте схему работы элемента, рассчитайте ЭДС, напишите уравнение токообразующей реакции, если концентрации =0,1 моль/л, а = 1 моль/л.

6 При рафинировании меди ток силой 50 А выделит за 4 ч 224 г меди. Рассчитать выход по току.

7 Потенциал никелевого электрода в растворе сульфата никеля при 25⁰С равен -0,275 В. Вычислите активность ионов никеля в растворе.

8 Какие процессы протекают у электродов при электролизе раствора хлорида меди (II), серной кислоты, сульфата цинка и сульфата натрия с платиновыми и с медными электродами?

9 Через раствор CuSO₄ пропущено 5 А·ч электричества. При этом на катоде выделилось 5,6 г меди. Определить выход по току.

10 Определить ЭДС элемента Zn |Zn²⁺|| Cu²⁺ | Cu.

α =0,5 α =0,05

11 Сколько кислорода и водорода выделится при электролизе серной кислоты в течение 15 мин, если сила тока равна 2,5 А?

12 Гальванический элемент собран по схеме (в скобках указана концентрация ионов в моль/л): Cu | CuSO₄ (0,01 )||AgNO₃ (0,01) | Ag. Приведите уравнения анодного и катодного процессов, токобразующей реакции и рассчитайте ЭДС.

13 При рафинировании меди из раствора выделяется медь массой 338 г при прохождении1080 Кл электричества. Вычислить выход меди по току.

14 Ток силой 1,5 А проходит через раствор хлорида висмута (III) в течение 20 мин. Найти массу разложившегося электролита.

15 Рассчитайте стандартную ЭДС элемента, в котором установилось равновесие:

Zn + 2Ag⁺↔ Zn²⁺ + 2Ag

= -146,5 кДж/моль;

= + 77,2 кДж/моль.

16 Через раствор сульфата меди, в который опущены медные электроды, в течение 3 ч пропускали ток силой 1,5 А. Какие процессы происходили у анода и катода? Сколько граммов меди при этом выделится?

17 Железная пластинка размером 50x40 см в течение 1,5 ч электролиза покрывалась цинком при силе тока 20,6 А. Определить толщину цинкового покрытия, если плотность его равна 7,14 г/см³.

18 Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом - анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на аноде и катоде.

19 Рассчитать потенциал цинкового электрода, опущенного в раствор ZnSO₄, содержащего 2,7 г ZnSO₄ в 300 см³ воды при 298 К.

20 Вычислить потенциал медного электрода в растворе, содержащем 11,6 г CuSO₄ в 200 см³ раствора при 298 К. Кажущаяся степень ионизации соли в растворе равна 40%.

21 Рассчитать стандартную ЭДС для реакции: Fe _т +Te³⁺ → Fe²⁺ +Tе⁺ .

22 Сколько времени надо пропускать ток силой 1 А через раствор AgNO₃, чтобы поверхность S =500 см² покрылась слоем серебра толщиной 0,02 мм? Плотность серебра 10,5 г/см³.

23 Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции в элементе и рассчитайте для 298 К ЭДС элемента, один из электродов которого стандартный хлорный, а второй цинковый электрод c =10^-2 моль/л.

24 Сколько времени в часах потребуется для получения электролизом расплава 20 т алюминия при силе тока 120000 А?

25 Вычислить потенциал цинкового электрода в растворе, содержащем 2,5 г ZnSO₄ в 250 см³ раствора при 298 К. Кажущаяся степень ионизации соли в растворе равна 58%.

26 Для полного выделения цинка из 1,13 г цинковой руды после соответствующей обработки потребовалось 9,5 мин при силе тока 1,1 А. Определить содержание цинка в руде (%).

27 Сколько времени следует пропускать ток силой 5 А через раствор NaCl для получения 80 г NaOH?

28 Ток силой 2 А выделяет из раствора хлорида золота (III) в течение 1 ч золото массой 4,905 г. Вычислить молярную массу эквивалента этого металла.

29 Рассчитайте стандартную ЭДС элемента, в котором установилось равновесие:

Fe + Сu²⁺↔ Fe²⁺ + Сu

= + 66,2 кДж/моль;

= - 84,8 кДж/моль.

30 Рассчитайте ЭДС элемента, в котором при 298 К установилось равновесие: Zn + Sn²⁺ ↔ Zn²⁺ + Sn при =10^-4 моль/л; =10^-2 моль/л. Напишите уравнения электронных реакций.

31 Составьте схему концентрационного элемента при =10^-2 моль/л у одного электрода и = 10^-6 моль/л у другого электрода. Укажите, какой из электродов будет анодом, какой катодом. Рассчитайте ЭДС элемента.

32 Определите активность ионов Сu²⁺ в растворе, если при 298 К ЭДС элемента, в котором установилось равновесие Zn + Cu²⁺ ↔ Zn²⁺ + Cu, равна 1,16 В и = 10^-2 моль/л.

33 Потенциал кадмиевого электрода при 298 К в растворе его соли равен -0,52 В. Рассчитайте активность ионов Cd²⁺.

34 При какой активности ионов Рb²⁺ равновесный потенциал свинцового электрода при 298 К будет равен стандартному потенциалу никелевого электрода?

35 Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции и рассчитайте ЭДС элемента, один из электродов которого Fe²⁺/Fe³⁺, а второй Сr ³⁺/Сr ²⁺ при активностях всех ионов, равных 0,1 моль/л.

36 Железная пластинка опущена в раствор, одновременно содержащий соли: Сu(NO₃)₂, Zn(NO₃)₂, AgNO₃, Cd(NO₃)₂, Al(NO₃)₃, Pb(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂. Какие металлы, в какой последовательности будут выделяться из раствора?

37 Пластинка металла Sn опущена в раствор, содержащий одновременно ионы: Na⁺, A1³⁺, Pb²⁺, Hg²⁺. Какие металлы, в какой последовательности будут выделяться из раствора?

38 Пластинка металла Ni опущена в раствор, содержащий одновременно ионы: Ag⁺, Pb²⁺, Na⁺, Zn²⁺. Какие металлы, в какой последовательности будут выделяться из раствора?

39 Гальванический элемент собран по схеме (в скобках указана концентрация ионов в моль/л): Co | CoSO₄ (0,1) || FeSO₄ (0,01 ) | Fe. Приведите уравнения анодного и катодного процессов, токобразующей реакции и рассчитайте ЭДС.

40 Гальванический элемент собран по схеме (в скобках указана концентрация ионов в моль/л): Pb | Pb(NO₃)₂ (0,01) | Sn(NO₃)₂ (1) | Sn. Приведите уравнения анодного и катодного процессов, токобразующей реакции и рассчитайте ЭДС.

41. Немецкий физик-химик Вальтер Фридрих Герман Нернст в 1889 г. разработал теорию гальванического элемента. В 1906 г. он сформулировал третий закон, который связан с понятием об абсолютном нуле температур. Но Вальтер Нернст был не только теоретиком, но и умелым изобретателем: он создал свинцовый аккумулятор. Опишите назначение, устройство и рабочий цикл свинцового аккумулятора.

42. При пропускании постоянного тока силой 6,43 А в течение 1 ч через расплав соли трехвалентного металла на катоде выделилось 2,16 г металла, а на аноде - газ, имеющий плотность по гелию 17,75. Определите состав соли, которую подвергли электролизу.

43. При электролизе 1 л раствора хлорида меди (II) на катоде выделилась медь массой 12,7 г. Вычислите объем газа (н.у.), выделившегося на аноде, если плотность раствора близка к 1 г/мл.

44. При электролизе водного раствора нитрата серебра (I) на аноде выделилось 13,44 л кислорода (н.у.). Определите массу выделившегося на катоде серебра, если выход серебра составил 90% от теоретически возможного.

45. Определите массу медного купороса, помещенного в электролизёр, если при электролизе его водного раствора выделился кислород объемом 5,71 л (н.у.), выход которого составил 85% от теоретически возможного.

46. Через электролизер, содержащий раствор гидроксида калия объемом 300 мл с массовой долей вещества 22,4% (плотность 1,2 г/мл), пропустили электрический ток. Рассчитайте массовую долю гидроксида калия в растворе после отключения тока, если известно, что на катоде выделился газ объемом 89,6 л (н.у.)

47. Электролиз 400 мл 6%-ного раствора сульфата меди (II) (плотность 1,02 г/мл) продолжали до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 10 г. Определите массовые доли соединений в оставшемся растворе и массы продуктов, выделившихся на инертных электродах.

48. Через последовательно включенные в цепь постоянного тока растворы
нитрата серебра (I), сульфата меди (II) и хлорида золота (III) пропускали ток силой 5 А в течение 20 мин. Рассчитайте массы металлов, выделившихся на катоде.

49. Электролиз раствора K₂SO₄ проводили при силе тока 5 А в течение 3 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде?