3.1.4 Многовариантное задание №8 «Гальванические элементы»
1. Какого рода левый электрод гальванического элемента А (таблица 3.1)? Напишите уравнение реакции, протекающей на этом электроде в равновесных условиях, и уравнение для расчета потенциала этого электрода.
2. Определите среднюю ионную активность электролита a± в левом электроде гальванического элемента А на основании справочных значений среднего ионного коэффициента активности электролита [2] при моляльной концентрации m1 (таблица 3.2) и температуре 298 К.
3. Определите электродный потенциал левого электрода при 298 К. Стандартный электродный потенциал возьмите из справочника [2]. Давление в газовых электродах примите равным стандартному атмосферному давлению.
4. Какого рода правый электрод гальванического элемента А (таблица 3.1)? Напишите уравнение реакции, протекающей на этом электроде в равновесных условиях, и уравнение для расчета потенциала этого электрода
5. Определите среднюю ионную активность электролита a± в правом электроде гальванического элемента А на основании справочных значений среднего ионного коэффициента активности электролита [2] при моляльной концентрации m2 (таблица 3.2) и температуре 298 К.
6. Определите электродный потенциал правого электрода при 298 К. Стандартный электродный потенциал возьмите из справочника [2]. Давление в газовых электродах примите равным стандартному атмосферному давлению.
7. Напишите электродные реакции, протекающие на отрицательном и положительном электродах и суммарную химическую реакцию, протекающую самопроизвольно при работе гальванического элемента А.
8. Определите электродвижущую силу (ЭДС) гальванического элемента А и максимальную полезную электрическую работу, которую можно получить при работе данного элемента при температуре 298 К.
9. Вычислите термодинамическую константу равновесия реакции, протекающей самопроизвольно в гальваническом элементе А при температуре 298 К.
10. Составьте гальванический элемент, в котором протекает самопроизвольно химическая реакция В (таблица 3.3).
11. Определите стандартное значение ЭДС гальванического элемента, в котором протекает химическая реакция В, при температуре 298 К на основании стандартных электродных потенциалов из справочника [2].
12.
Определите Е0
при
температуре T
на основании значения Е0
при 298 К и величины
(таблица
3.3),
приняв что в указанном интервале
температур зависимость Е0
=
f(T)
линейна.
13.
Определите
(кДж/моль) реакции В,
протекающей в гальваническом элементе
при температуре T
(таблица
3.4).
14.
Определите
(Дж/(моль∙К)) для реакции В,
протекающей в гальваническом элементе
при температуре T.
15.
Определите тепловой эффект
(кДж/моль) реакции В,
протекающей в гальваническом элементе
при температуре T.
16. Определите термодинамическую константу равновесия химической реакции В при температуре T.
Таблица 3.1 – Варианты заданий
Вар. |
Гальванический элемент А |
1 |
Zn|ZnSO4||KCl|AgCl(s)|Ag |
2 |
(Pt)H2|H2SO4||KCl|Hg2Cl2(s)|Hg |
3 |
Cu|CuCl2||CdSO4|Hg2SO4(s)|Hg |
4 |
Pb|PbSO4|Na2SO4||HCl|H2(Pt) |
5 |
Fe|FeCl2||H2SO4|Ag2SO4(s)|Ag |
6 |
Pb|PbI2(s)|KI||SnCl2|Sn |
7 |
Cd|CdSO4||HCl|Cl2(Pt) |
8 |
Hg|Hg2SO4|CdSO4||AgNO3|Ag |
9 |
(Pt)H2|H2SO4||NaBr|AgBr(s)|Ag |
10 |
Cd|CdSO4||HCl|CuCl(s)|Cu |
11 |
Pb|Pb(NO3)2||KI|I2(Pt) |
12 |
Ni|NiSO4||KBr|Hg2Br2(s)|Hg |
13 |
Ca|Ca(OH)2(s)|NaOH||SnCl2|Sn |
14 |
Tl|TlCl||CdCl2|Cl2(Pt) |
15 |
Tl|TlI(s)|KI||CuSO4|Cu |
16 |
Tl|TlCl(s)|NaCl||BaCl2|Cl2(Pt) |
17 |
Cu|Cu2O(s)|KOH||KOH|O2(Pt) |
Продолжение таблицы 3.1
Вар. |
Гальванический элемент А |
18 |
Pb|PbBr2(s)|NaBr||KBr|Br2(Pt) |
19 |
(Pt)H2|NaOH||NaCl|PbCl2(s)|Pb |
20 |
Cu|CuI(s)|NaI||CdCl2|Cl2(Pt) |
21 |
Li|LiCl||KI|AgI(s)|Ag |
22 |
Zn|ZnCl2||NaI|Hg2I2(s)|Hg |
23 |
Cd|CdI2||NaOH|HgO(s) |Hg |
24 |
Cs|CsCl||KOH|Ag2O(s)|Ag |
25 |
Cd|CdCl2||HCl|Sb2O3(s)|Sb |
26 |
Cd|CdSO4||KI|I2(Pt) |
Таблица 3.2 – Варианты заданий
Вариант |
Моляльная концнентрация растворов, m, моль/кг H2O |
Подвариант |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
1, 2, 3, 4, 7, 9, 15, 18, 26 |
m1 m2 |
0,005 0,2 |
0,01 0,1 |
0,02 0,05 |
0,05 0,02 |
0,1 0,01 |
0,2 0,005 |
12, 17, 19, 20, 22, 23, 24 |
m1 m2 |
0,1 0,5 |
0,2 2,0 |
0,5 1,0 |
1,0 0,5 |
2,0 0,2 |
0,5 0,1 |
5, 6, 10, 13, 16, 21 |
m1 m2 |
0,01 0,1 |
0,02 0,05 |
0,05 0,02 |
0,1 0,01 |
0,2 0,005 |
0,5 0,001 |
8, 11, 14, 25 |
m1 m2 |
0,001 0,05 |
0,002 0,1 |
0,01 0,02 |
0,001 0,2 |
0,002 0,5 |
0,01 1,0 |
Таблица 3.3 – Варианты заданий
Вариант |
Химическая реакция В |
|
1 |
Pb + 2AgI = PbI2 + 2Ag |
|
2 |
Cd + 2AgCl = CdCl2 + 2Ag |
|
3 |
Cd + PbCl2 = CdCl2 + Pb |
|
4 |
Cd + Hg2SO4 = CdSO4 + 2Hg |
|
5 |
H2 + Hg2SO4 = H2SO4 +2Hg |
|
6 |
Zn + Hg2SO4 = ZnSO4 +2Hg |
|
7 |
Pb + 2AgI = PbI2 + 2Ag |
|
8 |
Cd + 2AgCl = CdCl2 + 2Ag |
|
9 |
Cd + PbCl2 = CdCl2 + Pb |
|
10 |
Cd + Hg2SO4 = CdSO4 + 2Hg |
|
11 |
H2 + Hg2SO4 = H2SO4 +2Hg |
|
12 |
Zn + Hg2SO4 = ZnSO4 +2Hg |
|
13 |
Ni + 2CoCl3 = NiCl2 + 2CoCl2 |
|
14 |
FeCl3 + 3CrCl2 = Fe + 3CrCl3 |
|
15 |
Zn + 2TlOH = Zn(OH)2 + 2Tl |
|
16 |
Tl + Cu(NO3)2 = TlNO3 + CuNO3 |
|
17 |
Zn + 2FeCl3 = ZnCl2 + 2FeCl2 |
|
18 |
NaI3 +Na2S = 3NaI +S |
|
19 |
Fe + Tl(NO3)3 = Fe(NO3)2 + TlNO3 |
|
20 |
Ni + 2CoCl3 = NiCl2 + 2CoCl2 |
|
21 |
FeCl3 + 3CrCl2 = Fe + 3CrCl3 |
|
22 |
Zn + 2TlOH = Zn(OH)2 + 2Tl |
|
23 |
Tl + Cu(NO3)2 = TlNO3 + CuNO3 |
|
24 |
Zn + 2FeCl3 = ZnCl2 + 2FeCl2 |
|
25 |
Fe + Tl(NO3)3 = Fe(NO3)2 + TlNO3 |
|
26 |
Hg2Cl2 +2Ag = 2AgCl + 2Hg |
|
В/К
Таблица 3.4 – Варианты заданий
Вариант |
Температура T, К |
|||||
Подвариант |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1, 2, 3, 4, 5, 6, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 26 |
278 |
288 |
308 |
318 |
328 |
338 |
7, 8, 9, 10, 11, 12, 20, 21, 22, 23, 24, 25 |
275 |
285 |
302 |
312 |
322 |
332 |