Контрольные вопросы

174. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых металл служил бы катодом, а в другом анодом. Напишите уравнения реакций, происходящих при работе, этих элементов и вычислите значения стандартных ЭДС:

а) никель - катод; никель - анод

б) кобальт — катод; кобальт - анод

в) железо - катод; железо - анод

г) цинк - катод; цинк - анод

д) серебро - катод; серебро - анод

е) свинец - катод; свинец - анод

ж) магний - анод; магний - катод

з) цинк - анод; цинк - катод

и) железо - анод; железо - катод

к) кобальт - анод; кобальт - катод

л) олово - катод; олово - анод

м) никель - анод; никель - катод.

175. В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи следующих элементов? Какой металл будет раство­ряться в каждом из этих случаев? Схемы гальванических элементов следующие:

a)Mg°| Mg²⁺ || Pb²⁺ | Pb°

б) РЬ° | РЬ²⁺ || Сu²⁺ | Сu⁰

в) Fe° | Fe²⁺ || Sn²⁺ | Sn°

г) Ni° | Ni²⁺ || Cd²⁺ | Cd°

д) Zn° | Zn²⁺ || Ni²⁺ | Ni°

е) Mg° | Mg²⁺ || Pb²⁺ | Pb°

ж) Pb° | Pb²⁺ || Сu²⁴ | Cu°

з) Zn° | Zn²⁺ || Pb²⁺ | Pb°

и) Cu° | Cu²⁺ || Ag⁺ | Ag°

к) Со°|Со²⁺ ||Ag⁺ | Ag°

176. Как изменится потенциал цинкового электрода, если раствор соли цинка, в который он погружен, разбавить водой:

а) уменьшится;

б) увеличится;

в) не изменится.

177. Водородный электрод погружен в 1 М раствор соляной ки­слоты. Как изменится потенциал электрода, если раствор нейтрали­зовать щелочью:

а) уменьшится;

б) увеличится;

в) не изменится.

178. Железная пластина, погруженная в соляную кислоту, очень медленно выделяет водород, но если к ней прикоснуться цинковой проволокой, то она тотчас покрывается пузырьками водорода. Объ­ясните эти явления. Какой металл переходит при этом в раствор?

179. Гальванический элемент состоит из серебряного электрода, погруженного в 1 М раствор нитрата серебра и нормального (стан­дартного) водного электрода. Какие химические процессы будут происходить у электродов этого элемента при его работе? Укажите величину его ЭДС.

180. Железные и цинковые пластины при погружении их в сер­ную разбавленную кислоту, растворяются в ней с выделением водо­рода. Что изменится, если соединить их проволокой? Будут ли они обе растворяться? У поверхности, какой пластинки будет выделять­ся водород? Ответ мотивируйте.

181. Написать уравнения реакций, происходящих при электро­лизе следующих растворов:

а) нитрат серебра б) нитрата свинца в) гидроксида калия

г) сульфата цинка д) нитрата меди е) сульфата алюминия

ж) сульфата калия з) гидроксида калия и) хлорида алюминия

к) сульфата натрия л) иодида калия м) хлорида калия

н) хлорида магния о) хлорида марганца п) сульфата никеля

р) иодида калия с) хлорида аммония т) раствора серной кислоты

у) нитрата кальция ф) сульфата магния х) хлорида меди (II)

ц) бромида серебра ч) иодида натрия щ) сульфата меди

э) нитрата калия

9. Коррозия металлов

Пример 1. Электрохимическая коррозия вследствие неравно­мерной аэрации (насыщения воздухом) –атмосферная коррозия.

O₂ из воздуха

Fe

Высокая концентрация

Низкая концентрация

Участки металла, соприкасающиеся с раствором, содержащим больше кислорода, становятся катодными, а с меньшим - анодными.

Анодный процесс: Fe° - 2е  Fe^2-

Катодный процесс: O₂ + 2Н₂O + 4е  4 ОН^-

^{(нейтральная или щелочная среда)}

Кроме атмосферной коррозии большой наносит вред почвен­ная коррозия и коррозия под действием блуждающих токов. Поч­венная коррозия определяется главным образом содержанием влаги в почве, её рН, воздухопроводностью и т. д. Коррозия под действием блуждающих токов (рис. 7) определяется в первую очередь приро­дой тока: переменный ток в меньшей степени обуславливает корро­зию, чем постоянный.

Пример 2. Железо покрыто слоем цинка. Анодным или катодным является данное металлическое покрытие по отношению к защи­щаемому металлу?

Так как цинк имеет меньшее значение стандартного потенциала (E°_Zn/Zn²⁺= - 0,76 В) по сравнению со стандартным электродным по­тенциалом железа (E°_Fe/Fe²⁺ = - 0,44 В), то покрытие является анод­ным. При нарушении его целостности протекает гальванокоррозия:

а) в кислой среде (рН < 7)

А(анод) Zn°-2e — Zn²⁺

К(катод) 2H⁺ + 2e  H₂ ↑

б) в нейтральной и щелочной среде (рН > 7 и рН = 7)

А(анод) Zn°-2e  Zn²⁺

К(катод) O₂ + 2Н₂O +4е  4OН

Рис. 7. Схема коррозии под действием блуждающих токов

1 - провод; 2 - транспортный электродвигатель; 3 - рельс;

4 - стык рельсов; 5 - влажный грунт; 6 – труба

Пример 3. Для защиты трубопровода от почвенной коррозии применяют протекторную защиту:

Более активный металл

(Al ,Mg, Zn их сплавы)

Fe

А(анод) Mg°-2e  Mg²⁺

К(катод) O₂ + 2Н₂O + 4e  4OН при рН > 7 и при рН = 7