1. Подберите коэффициенты в схеме окислительно-восстановительной реакции, составьте схему электронного баланса, определите, что является – окислителем, что – восстановителем, определите тип окислительно-восстановительной реакции: (таблица 1)
2. Для данной гальванической пары элементов: (таблица 2)
- определите анод и катод;
- напишите уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде в работающем гальваническом элементе. Запишите уравнение токообразующей реакции;
- рассчитайте э.д.с. гальванического элемента.
- в каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе этого гальванического элемента.
3. Для водного раствора данного электролита: (таблица 3)
-напишите уравнения процессов, которые идут на электродах при электролизе;
- рассчитайте, сколько и каких веществ выделится на катоде и аноде, если электролиз вести при силе тока, равной I = …. A, в течение t часов и выходу по току Вт;
- определите, как изменится анодный процесс, если анод заменить на другой, указанный в таблице
|
|
4. Для пары металлов: (таблица 4)
- определите, возможна ли коррозия при контакте с воздухом;
- напишите уравнения анодного и катодного процессов, разобрав примеры водородной и кислородной деполяризации при заданном значении рН среды;
- предложите для коррозируемого металла анодное и катодное покрытие.
5. Установить в каком направлении возможно самопроизвольное протекание реакции: (таблица 5).
* При выполнении заданий контрольной работы воспользуйтесь данными таблицы 6 (Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы при 25 0С).
Таблица 1
Номер варианта | Схема окислительно-восстановительной реакции |
KMnO4 + KOH → O2 + K2MnO4 + H2O | |
Rb + H2O → RbOH + H2 | |
H2S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O | |
CuI2 → CuI + I2 | |
Au2O3 → Au + O2 | |
HCl + CrO3 → CrCl3 + Cl2 + H2O | |
KNO2 + KСlO3 → KCl + KNO3 | |
Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O | |
HClO3 → ClO2 + HClO4 | |
Ag + HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O | |
HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + H2O | |
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O | |
S + KOH → K2SO3 + K2S + H2O | |
NH3 + O2 → N2 + H2O | |
Cl2 + Br2 + KOH → KCl + KВrO3 + H2O | |
N2H4 → N2 + NH3 | |
CuO + NH3 → Cu + N2 +H2O | |
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2S + H2O | |
NaI + KМnO4 + KOH → I2 + K2MnO4 + NaOH | |
HCl + KМnO4 → MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O | |
MnO2 + O2 + KOH → K2MnO4 + H2O | |
AgNO3 → Ag + NO2 + O2 | |
Ag 2O → Ag + O2 | |
F2 + H2O → HF + O2 | |
Cl2 + H2S + H2O → HCl + H2SO4 |
Таблица 2
Номер варианта | Гальваническая пара |
Ag | Ag+(0,1M) ║ Zn2+ (0,001M)| Zn | |
Ni | Ni2+(0,01M) ║ Zn2+ (0,01M) | Zn | |
Ni | Ni2+(10-3 M) ║ Fe2+(10-4M) | Fe | |
Zn | Zn2+(10-3моль/л)║ Cu2+(10-2моль/л) | Cu | |
Al | Al3+(10-3моль/л)║ Ag+(10-2моль/л) | Ag | |
Al | Al3+(10-2моль/л)║ Ag+(10-1моль/л) | Ag | |
Cu | Cu2+(10-4моль/л)║ Cu2+(10-1моль/л) | Cu | |
Ni | Ni2+(10-2моль/л)║ Cd2+(10-5моль/л) | Cd | |
Zn | Zn2+(10-3моль/л)║ Cu2+(10-3моль/л) | Cu | |
Cd | Cd2+(10-3моль/л)║ Sn2+(10-4моль/л) | Sn | |
Mn | Mn2+(10-1 моль/л)║ Zn2+(10-2 моль/л) | Zn | |
Ni | Ni2+ (0,1 моль/л)║ Cd2+ (0,001 моль/л) | Cd | |
Zn | Zn2+ (0,01 моль/л)║ Ag+ (0,1 моль/л) | Ag | |
Cu | Cu2+ (0,01 моль/л)║ Pb2+ (0,001 моль/л) | Pb | |
Cu | Cu2+ (0,01 моль/л)║ Ag+ (0,01 моль/л) | Ag | |
Ni | Ni2+ (0,01 моль/л)║ Pb2+ (0,1 моль/л) | Pb | |
Cd | Cd2+ (0,01 моль/л)║ Cu2+ (0,01 моль/л) | Cu | |
Pb | Pb2+ (0,1 моль/л)║ Cu2+ (0,001 моль/л) | Cu | |
Pb | Pb2+ (0,1 моль/л)║ Cu2+ (0,01 моль/л) | Cu | |
Cu | Cu2+ (0,1 моль/л)║ Cu2+ (0,001 моль/л) | Cu | |
Al | Al3+ (0,1 моль/л)║ Ag+ (0,0001 моль/л) | Ag | |
Ni | Ni2+ (0,01 моль/л)║ Ni2+ (0,0001 моль/л) | Ni | |
Ni | Ni2+ (0,01 моль/л)║ Cd2+ (0,001 моль/л) | Cd | |
Zn | Zn2+ (0,01 моль/л)║ Cu2+ (0,001 моль/л) | Cu | |
Ag | Ag+ (0,01 моль/л)║ Cu2+ (0,001 моль/л) | Cu |
Таблица 3
|
|
Номер варианта | Электролит | Электроды | Вт | I, A | t, ч | Замена анода | pH |
MnCl2 | медные | 0,9 | 2,5 | графит | |||
NiCl2 | никелевые | 0.75 | графит | ||||
CuSO4 | никелевые | 0.85 | графит | ||||
CdCl2 | кадмиевые | 0.95 | платина | ||||
Ni(NO3)2 | оловянные | 0.90 | 0,5 | графит | |||
Сu(NO3)2 | медные | 0.85 | 0,5 | графит | |||
NaNO3 | платина | 0,85 | 2,5 | 0,5 | графит | ||
CuCl2 | графитовые | 0.75 | медные | ||||
KNO3 | графитовые | 0.7 | 2,5 | платина | |||
LiNO3 | графитовые | 0,65 | 0,5 | никелевые | |||
ZnSO4 | цинковые | 0,9 | платина | ||||
FeCl3 | графитовые | 0,85 | 0,6 | 0,5 | цинк | ||
K2SO4 | графитовые | 0,9 | 0,2 | платина | |||
NaCl | графитовые | 0,75 | 3,5 | никелевые | |||
Cu(NO3)2 | графитовые | 0,9 | 0,4 | медные | |||
AgNO3 | графитовые | 0,65 | цинковые | ||||
CoCl2 | графитовые | 0,9 | медные | ||||
BaCl2 | графитовые | 0,85 | 0,5 | цинковые | |||
NaCl | графитовые | 0,85 | 0,5 | цинковые | |||
NaNO3 | графитовые | 0,85 | 0,5 | цинковые | |||
AgNO3 | графитовые | 0,85 | 0,5 | цинковые | |||
KCl | графитовые | 0,85 | 0,5 | цинковые | |||
CuCl2 | графитовые | 0,85 | 0,5 | цинковые | |||
SnCl2 | графитовые | 0,9 | 2,5 | 0,5 | цинковые | ||
CoSO4 | графитовые | 0,7 | цинковые |
Таблица 4
Номер варианта | Пары металлов | рН |
Pb-Sn | ||
Sn-Cu | ||
Fe-Co | ||
Cu-Co | ||
Fe-Ni | ||
Sn-Cd | ||
Cd-Cu | ||
Zn-Ag | ||
Cd-Pb | ||
Fe-Cu | ||
Fe-Pb | ||
Sn-Ag | ||
Zn-Ni | ||
Ni-Sn | ||
Zn-Sn | ||
Zn-Cd | ||
Fe-Cu | ||
Sn-Cu | ||
Pb-Cu | ||
Cd-Cu | ||
Sn-Cd | ||
Zn-Cu | ||
Zn-Ag | ||
Cu-Co | ||
Fe-Co |
Таблица 5
Номер варианта | Схема окислительно-восстановительной реакции | Концентрации (в моль/л) |
2Cl- + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cl2 | - | |
2 Hg + 2 Ag+ = 2Ag + Hg22+ | [Ag+]=10-1, [Hg22+]=10-4 | |
2Fe3+ + Hg = 2Fe2+ + Hg2+ | [Fe2+]=10-1, [Fe3+]=10-3 [Hg2+]=10-4 | |
Hg2+ + 2Fe2+ = Hg + 2Fe3+ | [Fe2+]=10-1, [Fe3+]=10-3 [Hg2+]=10-4 | |
SnCl4 + 2 KJ = SnCl2 + J2 + 2 KCl | - | |
2 KBr + PbO2 + 4 HNO3 = Pb(NO3)2 + Br2 + 2KNO3 + 2 H2O | - | |
Hg2+2 + 2Fe2+ = 2Hg + 2Fe3+ | [Fe2+]=10-1, [Fe3+]=10-3 [Hg2+2]=10-4 | |
MnO4- + Ag = MnO42- + Ag+ | - | |
SnCl4 + H2S = SnCl2 + S + 2 HCl | - | |
2 Hg + 2 Ag+ = 2Ag + Hg22+ | [Ag+]=10-3, [Hg22+]=10-2 | |
2Fe3+ + Hg = 2Fe2+ + Hg2+ | [Fe2+]=10-3, [Fe3+]=10-2 [Hg2+]=10-2 | |
SnCl4 + 2 KJ = SnCl2 + J2 + 2 KCl | [Sn4+]=10-3, [Sn2+]=10-1 | |
MnO4- + Ag = MnO42- + Ag+ | [Ag+]=10-4 | |
Hg2+2 + 2Fe2+ = 2Hg + 2Fe3+ | [Fe2+]=10-3, [Fe3+]=10-2 [Hg2+2]=10-1 | |
Hg2+ + 2Fe2+ = Hg + 2Fe3+ | [Fe2+]=10-3, [Fe3+]=10-2 [Hg2+]=10-2 | |
MnO4- + Ag = MnO42- + Ag+ | [Ag+]=10-1 | |
SnCl4 + H2S = SnCl2 + S + 2 HCl | [Sn4+]=10-3, [Sn2+]=10-1 | |
SnCl4 + 2 KJ = SnCl2 + J2 + 2 KCl | [Sn4+]=10-2, [Sn2+]=10-3 | |
Hg2+2 + 2Fe2+ = 2Hg + 2Fe3+ | [Fe2+]=10-4, [Fe3+]=10-2 [Hg2+2]=10-3 | |
2 Hg + 2 Ag+ = 2Ag + Hg22+ | [Ag+]=10-2, [Hg22+]=10-5 | |
2Fe3+ + Hg = 2Fe2+ + Hg2+ | [Fe2+]=10-4, [Fe3+]=10-1 [Hg2+]=10-2 | |
Hg2+2 + 2Fe2+ = 2Hg + 2Fe3+ | [Fe2+]=10-1, [Fe3+]=10-4 [Hg2+2]=10-1 | |
Hg2+ + 2Fe2+ = Hg + 2Fe3+ | [Fe2+]=10-4, [Fe3+]=10-1 [Hg2+]=10-2 | |
SnCl4 + H2S = SnCl2 + S + 2 HCl | [Sn4+]=10-2, [Sn2+]=10-3 |
Таблица 6. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы при 25 0С
Полуреакции: Окисл. форма ® Восстановл. форма | Е0, В |
F2+ 2 e ® 2F- | 2,87 |
MnO4+ 8H++ 5 e ® Mn2++ 4 H2O | 1,52 |
PbO2+ 4H++ 2e ® Pb + 2 H2O | 1,46 |
ClO3-+ 6H+® Cl-+ 3H2O | 1,45 |
Au3++ 3e ® Au | 1,42 |
Cl2+ 2e ® 2 Cl- | 1,36 |
Cr2O7+ 14H++ 6e-® 2Cr3++ 7 H2O | 1,35 |
2NO3-+ 12H++ 10e ® N2+ 6 H2O | 1,24 |
Pt2++ 2e ® Pt | 1,20 |
Br2+ 2e ® 2Br- | 1,07 |
NO3-+ 4H++ 3e ® NO + 2H2O | 0,96 |
NO3-+ 10H++ 8e ® NH4++ 3H2O | 0,87 |
Hg2++ 2e ® Hg | 0,86 |
Ag++ e ® Ag | 0,80 |
NO3-+ 2H++ e ® NO2+ H2O | 0,78 |
Fe3++ e ® Fe2+ | 0,77 |
MnO4-+ 2 H2O + 3e ® MnO2+ 4OH- | 0,57 |
MnO4-+ e ® MnO42- | 0,54 |
I2+ 2e ® 2I- | 0,54 |
Cu++ e ® Cu | 0,52 |
Cu2++ 2e ® Cu | 0,34 |
Bi3++ 3 e ® Bi | 0,23 |
SO42-+ 4H++ 2e ® SO2+ 2H2O | 0,20 |
SO42-+ 8H++ 8e ® S2-+ 4 H2O | 0,15 |
2H++ 2e ® 2H2 | |
Pb2++ 2e ® Pb0 | -0,13 |
Sn2++ 2e ® Sn | -0,14 |
Ni2++ 2e ® Ni | -0,25 |
Co2++ 2e ® Co | -0,28 |
Cd2++ 2e ® Cd | -0,40 |
Fe2++ 2e ® Fe | -0,44 |
S + 2e ® S2- | -0,45 |
Cr3++ 3e ® Cr0 | -0,71 |
Zn2++ 2e ® Zn | -0,76 |
Mn2++ 2e ® Mn | -1,05 |
Al3++ 3e ® Al | -1,67 |
Mg2++ 2e ® Mg | -2,34 |
Na++ e ® Na | -2,71 |
Ca2++ 2e ® Ca | -2,87 |
Sr2++ 2e ® Sr | -2,89 |
Ba2++ 2e ® Ba | -2,90 |
K++ e ® K | -2,92 |
Rb++ e ® Rb | -2,99 |
Li++ e ® Li | -3,02 |
|
|
Библиографический список
1. Основная | |
Глинка, Н.Л. Общая химия / Н.Л. Глинка; под ред. А.И.Ермакова.-Изд.30-е,испр.. М.: Интеграл-Пресс, 2006. - 727 с.: ил. | |
Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. Пособие для нехим. специальностей вузов/ Н.Л. Глинка, под ред. В.А. Рабиновича, Х.М. Рубиной.-Изд. стер..-М.: Интеграл-Пресс, 2006.-240 с. | |
2. Методическая | |
Шпагина, И.Н. Общая химия. Окислительно-восстановительные процессы/ И.Н. Шпагина, В.А. Шорин.-Вологда: ВоПИ, 1981.-53 с. | |
3. Дополнительная | |
Зайцев, О.С. Задачи и вопросы по химии / О.С. Зайцев. - М.: Химия, 1985.-304 с., ил. | |
Задачи и упражнения по общей химии / Б.И. Адамсон, О.Н. Гончарук, В.Н. Камышова и др.; под ред. Н.В. Коровина.-2-е изд., испр.-М.: Высш. шк., 2004.-255 с., ил. | |
Дамаскин, Б.Б. Основы теоретической электрохимии / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий -М.: Высш. шк., 1978.- 239 с., ил. | |
Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие для вузов по техн. специальностям / под ред. Н.В. Коровина. - Изд.2-е, испр..- М.: Высш. шк., 2004.- 255 с. |