-140-
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Электролиз
обработки металлов позволяет обрабатывать детали сложной конфигурации и металлы, которые механически не могут быть обработаны или обрабатываются с большим трудом. Кроме того, инструмент при этом не изнашивается, а обработка не влечет изменения структуры металла.
Как при обычном электролизе с растворимым анодом, при ЭХОМ происходит анодное растворение металла, а на катоде обычно выделяется водород:
(+) К 2Н+ + 2ē = Н2t.
Катод при электрохимической обработке называют инструментом.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие реакции называются окислительно-восстановительными и чем они отличаются от других химических реакций?
2. Что называется степенью окисления, процессами окисления и восстановления, окислителем, восстановителем? Привести примеры.
3. Какие вещества могут быть только окислителями, только восстановителями, выполнять функцию окислителя и восстановителя? Почему? Привести примеры.
4. Почему все металлы проявляют только восстановительные свойства, а многие неметаллы могут быть и окислителями, и восстановителями?
5. Указать, какие из приведенных ионов и атомов могут являться только восстановителями, только окислителями, а какие обладают окислительно-
+4+2 0+3 +7 +3
восстановительной двойственностью: S2", S, С, Zn2+, F2, N, Mn, СГ, Sb.
6. Указать, какие из приведенных процессов представляют собой окисле-
0+6 0 0
ние и какие - восстановление: S—»S; Br2—»2ВГ; 2Н+ —» Н2; СГ
+5 +7
-»С1;Мп-»Мп.
7. Определить степень окисления серы и марганца в следующих соединениях: Mn02, K2Mn04, Mn(OH)3, MnO, KMn04, K2S, S, H2S04, S02, H2S03.
8. Указать окислитель и восстановитель, уравнять коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях, используя метод электронного баланса:
КСЮз + НС1 -> КС1 + С12 + Н20
FeS2 + 02 -> Fe203 + S02
FeS04 + HN03 + H2S04 -> Fe2(S04)3 + NO + H20
Cu + HNO3 -> Cu(N03)2 + N02 + H20
FeCl2 + КСЮ3 + HC1 -> FeCl3 + KC1 + H20
Химия. Учеб. пособие
-141-
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Контрольные вопросы и задания
Na3AsO3 + I2 + H2O → Na3AsO4 + HI
9. Дописать уравнения окислительно-восстановительных реакций, учи
тывая, что Сr6+ в кислой среде восстанавливается до Сr3+:
C + K2Cr2O7 + H2SO4 → CO2 + … HI + K2Cr2O7 + H2SO4 → I2 + …
H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 → S + …
10. Можно ли восстановить сульфат железа (III) в сульфат железа (II): а) раствором H2SO3, б) железными опилками?
11. При взаимодействии цинка с разбавленной азотной кислотой образуются нитраты цинка и аммония. Написать уравнение реакции, составить уравнения электронного баланса.
12. Что называется электродным потенциалом? Как он образуется?
13. От каких факторов зависит электродный потенциал?
14. Что называется стандартным электродным потенциалом?
15. Как измеряют электродные потенциалы? Рассказать о стандартном водородном электроде, его устройстве и потенциале.
16. Написать уравнения электродных реакций, указать катод, анод и вычислить ЭДС следующих гальванических элементов:
а) Ni | 0,1M Ni(NO3)2 || 0,01M AgNO3 | Ag;
б) Pb | 0,1M Pb(NO3)2 || 0,0001M H2SO4 | H2, Pt;
в) Mg | 1н. MgSO4 || 1н. FeSO4 | Fe.
Ответ: а) 0,96 В; б) 0,056 В; в) 1,94 В.
17. Какие процессы протекают на катоде и на аноде при электролизе?
18. В чем отличия процессов электролиза с растворимым и нерастворимым анодами?
19. Какова последовательность разрядки ионов на катоде и на аноде? Чем она определяется?
20. Проходя через раствор электролита, ток силой 2 А за 44 мин выделяет 2,3 г металла. Определить молярную массу эквивалента металла.
21. При электролизе водного раствора нитрата висмута на катоде выделилось в течение 1 ч 14 г висмута. Вычислить силу тока.