Химические источники тока

Вопросы для самопроверки

1. Напишите электрохимические уравнения реакций, происходящих на электродах гальванического элемента:

(–)Mg|Mg²⁺||KCl||Cu²⁺|Cu(+)

Где здесь анод, а где катод? На каком электроде происходит процесс окисления, а на каком процесс восстановления?

2. Как определяется потенциал отдельного электрода?

3. Какие типы электродов вы знаете?

4. Какие вы знаете электроды сравнения?

5. Составьте схемы гальванических элементов на основе реакций:

Ni + 2Ti⁴⁺ = Ni²⁺ + 2Ti³⁺,

Напишите уравнение Нернста для этих элементов. Оцените величину константы равновесия этих реакций.

6. Пользуясь таблицей стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, составьте гальванический элемент с ЭДС, равной 1,2 В. Приведите схему этого элемента. Напишите уравнение реакции, происходящей в этом элементе, и уравнение Нернста для этого элемента.

7. На чем основан принцип работы концентрационных гальванических элементов?

8. Принцип работы топливных элементов. В чем их преимущество перед другими типами гальванических элементов?

9. Напишите уравнение реакций, происходящих на электродах свинцового аккумулятора при его работе и зарядке. Напишите уравнение Нернста для этого процесса.

10. Что вы знаете о щелочных аккумуляторах? Каковы здесь электродные процессы? Напишите уравнение Нернста для щелочного аккумулятора.

Контрольные вопросы и задачи по теме Химические источники тока

1. Что называется стандартным электродным потенциалом металла? Как построен ряд напряжения металлов? Какой вывод о восстановительных свойствах металлов и их ионов можно сделать исходя из положения металла в ряду напряжения?

2. Серебро не вытесняет водород из разбавленных кислот (почему?). Однако если к серебру, опушенному в кислоту, прикоснуться цинковой палочкой, то на нем начнется бурное выделение водорода. Объяснить это явление. Какая химическая реакция при этом происходит?

3. Растворяются ли в разбавленной соляной кислоте железо, ртуть, серебро?

4. Будет ли реагировать цинк с растворами хлорида натрия, сульфата меди, сульфата магния, нитрата ртути?

5. Составить схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель – катод, а в другом – анод. Написать уравнения реакций, протекающих при работе этих элементов.

6. Составить схемы электролиза водных растворов AgNO₃, KCl, Na₂CO₃ при угольных электродах.

7. Можно ли получить любой металл электролизом водного раствора его соли? Составить схемы электролиза водных растворов CuSO₄ и NaCl при угольных электродах.

8. Какие процессы окисления-восстановления протекают на катоде и на аноде при электролизе водного раствора NiCl₂, если анод: а) никелевый; б) угольный?

9. При пропускании электрического тока через раствор CuSO₄ за 30 мин выделилась медь массой 1г. Определить силу тока. Ответ: 1,7 А.

10. Сколько времени надо пропускать электрический ток силой 20 А через раствор кислоты, чтобы получить водород объемом 28 л, измеренный при нормальных условиях? Ответ: 3 ч 21 мин.

11. В каком направлении будут перемешаться электроны по проволоке, соединяющей электроды, в гальванических элементах, которые состоят: а) из никеля и серебра, опущенных в растворы их солей; б) из меди и ртути, погруженных в растворы их солей? Написать уравнения реакций, протекающих у электродов в обоих элементах.

12. Как построить гальванический элемент из следующих материалов: цинк, раствор нитрата цинка, ртуть, раствор нитрата ртути? Какие химические реакции протекают при работе этого элемента? Определите стандартную э.д.с. данного гальванического элемента.