Химия [РТФ, Ваганова, 1 семестр] / Методички / #6 Сборник лабораторных работ по химии
.pdf15.Что такое поляризация? Какие факторы на нее влияют? Каким образом можно снизить поляризацию?
16.Электролиз раствора сульфата железа(II) проводили на угольных электродах в присутствии серной кислоты. При какой концентрации ионов водорода возможно совместное выделение железа и водорода, если концентрация ионов железа равна 1 моль/л?
17.Электролизом каких соединений (в растворе или расплаве) можно получить К, Са, А1? Сколько времени следует вести электролиз при силе тока 0,5 А, чтобы получить 0,5 моль эквивалента каждого из металлов?
18.Для получения 1 м3 хлора (н.у.) при электролизе водного раствора хлорида магния было пропущено через раствор 2423 А. ч электричества. Вычислите выход по току. Составьте схему электролиза раствора хлорида магния с графитовыми электродами.
19.Через раствор сульфата цинка пропускали ток в течение 30 минут. При этом выделилось 0,25 г цинка. Амперметр показывал 0,4 А. Какова ошибка в показаниях амперметра?
20.При пропускании через раствор электролита 2 А.ч электричества на аноде окислилось 1,196 г сульфид-иона. Определите электрохимический эквивалент и молярную массу эквивалента серы.
21.Через раствор соли Ni(NO3)2 в течение 2,45 часа пропускали ток силой 3,5 А. Определите, на сколько грамм изменилась масса никелевого анода за это время.
51
Приложение
Таблица 1. Стандартные электродные потенциалы металлов при 25 оС (Ряд напряжений металлов)
|
Электродная |
ϕ° |
|||
Электрод |
(Е0), |
||||
реакция |
|||||
|
В |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
Li/Li+ |
Li+ + ē |
= Li |
–3,045 |
||
Rb/Rb+ |
Rb+ + ē |
= Rb |
–2,925 |
||
K/K+ |
K+ + ē |
= K |
–2,925 |
||
Cs/Cs+ |
Cs+ + ē |
= Cs |
–2,923 |
||
Ba/Ba2+ |
Ba2+ + 2ē |
= Ba |
–2,906 |
||
Sr/Sr2+ |
Sr2+ + 2ē |
= Sr |
–2,890 |
||
Ca/Ca2+ |
Ca2+ + 2ē |
= Ca |
–2,866 |
||
Na/Na+ |
Na+ + ē |
= Na |
–2,714 |
||
La/La3+ |
La3+ + 3ē |
= La |
–2,522 |
||
Mg/Mg2+ |
Mg2+ + 2ē |
= Mg |
–2,363 |
||
Sc/Sc3+ |
Sc3+ + 3ē |
= Sc |
–2,08 |
||
Be/Be2+ |
Be2+ + 2ē |
= Be |
–1,847 |
||
Hf/Hf 4+ |
Hf 4+ + 4ē |
= Hf |
–1,70 |
||
Al/Al3+ |
Al3+ + 3ē |
= Al |
–1,662 |
||
Ti/Ti3+ |
Ti3+ + 3ē |
= Ti |
–1,628 |
||
Zr/Zr4+ |
Zr4+ + 4ē |
= Zr |
–1,53 |
||
Mn/Mn2+ |
Mn2+ + 2ē |
= Mn |
–1,180 |
||
V/V2+ |
V2+ + 2ē = V |
–1,175 |
|||
Nb/Nb3+ |
Nb3+ + 3ē |
= Nb |
–1,10 |
||
V/V3+ |
V3+ + 3ē |
= V |
–0,87 |
||
Zn/Zn2+ |
Zn2+ + 2ē |
= Zn |
–0,763 |
||
Cr/Cr3+ |
Cr3+ + 3ē |
= Cr |
–0,744 |
||
Ga/Ga3+ |
Ga3+ + 3ē |
= Ga |
–0,52 |
||
Fe/Fe2+ |
Fe2+ + 2ē |
= Fe |
–0,440 |
||
Электрод |
Электродная |
ϕ° |
||
(Е0), |
||||
реакция |
||||
|
В |
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Cd/Cd2+ |
Cd2+ + 2ē |
= Cd |
–0,403 |
|
In/In3+ |
In3+ + 3ē |
= In |
–0,343 |
|
Co/Co2+ |
Co2+ + 2ē |
= Co |
–0,277 |
|
Ni/Ni2+ |
Ni2+ + 2ē = Ni |
–0,25 |
||
Mo/Mo3+ |
Mo3+ + 3ē |
= Mo |
–0,20 |
|
Sn/Sn2+ |
Sn2+ + 2ē |
= Sn |
–0,136 |
|
Pb/Pb2+ |
Pb2+ + 2ē |
= Pb |
–0,126 |
|
Fe/Fe3+ |
Fe3+ + 3ē |
= Fe |
–0,036 |
|
H2/H+ |
2H+ + 2ē |
= H2 |
0,000 |
|
Ge/Ge2+ |
Ge2+ + 2ē |
= Ge |
+0,01 |
|
W/W3+ |
W3+ + 3ē |
= W |
+0,11 |
|
Sb/Sb3+ |
Sb3+ + 3ē |
= Sb |
+0,20 |
|
Bi/Bi3+ |
Bi3+ + 3ē |
= Bi |
+0,215 |
|
Cu/Cu2+ |
Cu2+ + 2ē |
= Cu |
+0,337 |
|
Cu/Cu+ |
Cu+ + ē = Cu |
+0,521 |
||
Hg/Hg22+ |
Hg22+ + 2ē = 2Hg |
+0,798 |
||
Ag/Ag+ |
Ag+ + ē = Ag |
+0,799 |
||
Pd/Pd2+ |
Pd2+ + 2ē |
= Pd |
+0,83 |
|
Hg/Hg2+ |
Hg2+ + 2ē |
= Hg |
+0,854 |
|
Ir/Ir3+ |
Ir3+ + 3ē = Ir |
+1,0 |
||
Pt/Pt2+ |
Pt2+ + 2ē |
= Pt |
+1,2 |
|
Tl/Tl3+ |
Tl3+ + 3ē |
= Tl |
+1,25 |
|
Au/Au3+ |
Au3+ + 3ē |
= Au |
+1,500 |
|
Au/Au+ |
Au+ + ē = Au |
+1,691 |
||
52
Таблица 2. Стандартные потенциалы (ϕ°) некоторых окислительновосстановительных электродов в водных растворах при 298 К
|
Электродная реакция |
ϕ° (Е0), |
||||
|
В |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
||
Ag+ + ē = Ag |
|
|
|
+0,799 |
||
[Ag(CN)2] + ē = Ag + 2CN |
–0,290 |
|||||
AgCl + ē |
= Ag + Cl |
|
+0,222 |
|||
AgBr + ē |
= Ag + Br |
|
+0,073 |
|||
Ag2S + 2 ē |
= Ag + S2- |
|
–0,7 |
|||
Al3+ + 3ē |
= A1 |
|
|
|
–1,67 |
|
AlO2 + 2H2O + 3ē = Al + 4OH |
–2,350 |
|||||
[AlF6]3- +3ē = Al + 6 F- |
|
–0,71 |
||||
|
|
|
||||
As + 3 H+ + 3ē = AsH3 |
|
–0,240 |
||||
AsO43 + 2H2O + 2ē = AsO2 + 4OH |
–0,71 |
|||||
H3AsO4 +2H+ + 2ē = HAsO2 +2H2O |
+0,559 |
|||||
Au3+ |
+ 3ē |
= Au |
|
|
+1,500 |
|
Au+ + ē = Au |
|
|
|
+1,691 |
||
[Au(CN)2] + ē = Au + 2 CN |
–0,61 |
|||||
Bi 3+ |
+ 3 ē = Bi |
|
|
+0,215 |
||
BiO3 |
+ 6 H+ + 2 ē |
= Bi + 3 H2O |
+1,8 |
|||
|
|
|
||||
Br2 (ж) + 2 ē = 2 Br |
|
+1,065 |
||||
HBrO + H+ + 2 ē = Br + H2O |
+1,330 |
|||||
BrO |
+ H2O + 2 ē |
= Br + |
2 OH |
+0,760 |
||
BrO3 |
+ 6 H+ + 6 ē |
= Br + 3 H2O |
+1,440 |
|||
BrO3 |
+ 6 H+ + 5 ē |
= ½ Br2(ж) + 3 H2O |
+1,520 |
|||
BrO3 |
+ 3 H2O + 6 ē = Br + 6 OH |
+0,610 |
||||
|
|
|
|
|
||
Cl2 (г) + 2 ē |
= 2 Cl |
|
|
+1,356 |
||
HClO + H+ + 2 ē |
= Cl + H2O |
+1,490 |
||||
HClO + H+ + ē |
= ½ Cl2 + H2O |
+1,630 |
||||
ClO |
+ H2O + 2 ē |
= Cl + |
2 OH |
+0,890 |
||
ClO2 |
+ H2O + 2 ē |
= ClO |
+ 2 OH |
+0,660 |
||
ClO3 |
+ 6 H+ + 6 ē |
= Cl + 3 H2O |
+1,450 |
|||
ClO3 |
+ 6 H+ + 5 ē |
= ½ Cl2 + 3 H2O |
+1,470 |
|||
ClO3 |
+ H2O + 2 ē |
= ClO2 |
+ 2 OH |
+0,330 |
||
ClO4 |
+ 2 H+ + 2 ē |
= ClO3 |
+ H2O |
+1,190 |
||
ClO4 |
+ 8 H+ + 8 ē |
= Cl + 4 H2O |
+1,389 |
|||
ClO4 |
+ H2O + 2 ē |
= ClO3 |
+ 2 OH |
+0,360 |
||
ClO4 |
+ 4 H2O + 8 ē = Cl |
+ 8 OH |
+0,510 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Электродная реакция
ϕ° (Е0),
В
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|||||||
NO3 + 2H+ + ē = NO2(г)+ H2O |
+0,790 |
|||||||
NO3 + 3H++ 2ē |
= HNO2+H2O |
+0,940 |
||||||
NO3 + 4H+ + 3ē = NO + 2H2O |
+0,960 |
|||||||
NO3 + H2O+ 2ē = NO2 + 2OH |
+0,010 |
|||||||
HNO2 + H+ + ē = NO + H2O |
+1,000 |
|||||||
2HNO2+ 4H++ 4ē = N2O + 3H2O |
+1,290 |
|||||||
NO3 +6H2O +8ē =NН4OН +9OH |
–0,15 |
|||||||
Ni2+ |
+ 2 ē |
= |
|
Ni |
|
–0,250 |
||
Ni(OH)3 + ē |
= Ni(OH)2 + OH |
+0,49 |
||||||
H3PO4 + 2H++ 2ē = H3PO3 + 2H2O |
–0,276 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Pb2+ |
+ 2 ē |
= |
|
Pb |
|
–0,126 |
||
Pb4+ |
+ 2 ē |
= Pb2+ |
|
+1,685 |
||||
PbO2 |
+ H2O + 2 ē |
= PbO + 2 OH |
+0,25 |
|||||
PbO2 + 4H+ +SO42 +2ē = |
+1,685 |
|||||||
PbSO4+2H2O |
= Pb + SO42 |
|
||||||
PbSO4 + 2 ē |
–0,356 |
|||||||
PbO2 |
+ 4 H+ + 2 ē |
= Pb2+ + 2 H2O |
+1,456 |
|||||
O2 |
+ 2 H2O + 4 ē |
= 4 OH |
+0,401 |
|||||
O2 |
+ 2 H+ + 2 ē |
= H2O2 |
+0,682 |
|||||
O2 |
+ 4 H+ + 4 ē |
= 2 H2O |
+1,229 |
|||||
H2O2 |
+ 2 H+ + 2 ē |
= 2 H2O |
+1,776 |
|||||
H2O2 |
+ 2 OH + 2 ē = O2 + 2 H2O |
+0,076 |
||||||
O2 |
+ 4 H+ (10-7) + 4 ē = 2 H2O |
+0,815 |
||||||
O3 |
+ 2 H+ + 2 ē |
= O2 + H2O |
+2,08 |
|||||
O3 |
+ H2O + 2 ē |
= O2 + 2 OH |
+1,24 |
|||||
O + H2O + 2 ē |
|
= 2 OH |
+1,60 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Pt2+ |
|
+ 2 ē |
= |
Pt |
|
+1,19 |
||
[PtCl6]2 + 2ē |
= |
[PtCl4]2 + 2Cl |
+0,72 |
|||||
S + 2 ē = S2 |
|
|
|
–0,508 |
||||
S + 2 H+ + 2 ē |
= H2S |
+0,141 |
||||||
S2O82 + 2 ē = |
2 SO42 |
+2,01 |
||||||
SO42 + 4H+ +2ē = H2SO3 +2H2O |
+0,170 |
|||||||
SO42 + H2O + 2ē = SO32 + 2OH |
–0,930 |
|||||||
2SO42 +10H+ +8ē =S2O32 +5H2O |
+0,290 |
|||||||
SO42 +10H+ + 8ē |
= H2S + 4H2O |
+0,30 |
||||||
SO42 + 8H+ + 6ē = S + 4H2O |
+0,360 |
|||||||
53
Окончание табл. 2
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
4 |
||
Co2+ |
+ 2 ē |
= Co |
|
|
|
|
|
–0,277 |
2SO32 +3H2O+ 4ē= S2O32 +6OH |
–0,58 |
|||||||||||
Co3+ |
+ ē = Co2+ |
|
|
|
|
+1,810 |
|
2 |
|
|
|
+ |
+ 2 ē |
= 2H2SO3 |
–0,57 |
||||||
Co(OH)3 + ē = Co(OH)2 + OH |
+0,2 |
S2O6 |
+ 4 H |
||||||||||||||||||
H2SO3 + 4 H+ + 4 ē |
= S + 3 H2O |
+0,450 |
|||||||||||||||||||
[Co(NH3)6]3+ + ē |
= [Co(NH3)6]2+ |
+0,1 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S4O62 |
+ 2 ē |
= S2O32 |
+0,09 |
|||||||
Cr3+ |
+ 3 ē |
= Cr |
|
|
|
|
|
–0,744 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Cr3+ + ē = Cr2+ |
|
|
|
|
|
–0,410 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
CrO42 + 4H2O + 3ē = Cr(OH)3 + 5OH |
–0,130 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Cr2O72 + 14H+ + 6ē |
= 2Cr3+ + 7H2O |
+1,330 |
Se + 2 ē = Se2 |
|
|
–0,078 |
|||||||||||||||
Cu2+ |
+ 2 ē |
= Cu |
|
|
|
|
|
+0,337 |
Se + 2 H+ + 2 ē = H2Se |
–0,40 |
|||||||||||
Cu2+ + ē = Cu+ |
|
|
|
|
|
+0,153 |
SeO42 +4H+ +2ē = H2SeO3+2H2O |
+1,15 |
|||||||||||||
Cu+ + ē = Cu |
|
|
|
|
|
|
+0,521 |
H2SeO3 + 4H+ + 4ē |
= Se + 3H2O |
+0,741 |
|||||||||||
[Cu(CN)2] + ē |
= Cu + 2 CN |
|
–0,43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2CO2 + 2H+ + 2ē |
= H2C2O4 (водн.) |
–0,49 |
Sn2+ |
+ 2 ē |
= |
Sn |
|
|
–0,136 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Sn4+ |
+ 2 ē |
= Sn2+ |
|
|
+0,150 |
||||||||||
F2 (г) + 2 ē = 2 F |
|
|
|
|
+2,870 |
|
|
||||||||||||||
F2 (г) + 2 H+ + 2 ē |
= 2 HF (p-p) |
|
|
+3,020 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Fe2+ |
+ 2 ē |
= Fe |
|
|
|
|
|
–0,440 |
Hg22+ |
|
|
+ 2 ē |
= 2 Hg |
|
+0,798 |
||||||
Fe3+ |
+ 3 ē |
= Fe |
|
|
|
|
|
–0,036 |
Hg2+ |
|
+ 2 ē |
= |
Hg |
|
|
+0,854 |
|||||
Fe3+ + ē = Fe2+ |
|
|
|
|
|
+0,771 |
2 Hg2+ |
+ 2 ē |
= Hg22+ |
|
+0,92 |
||||||||||
Fe(OH)3 + ē = Fe(OH)2 + OH |
–0,56 |
Hg2Cl2 |
+ 2 ē |
= 2 Hg + 2Cl- |
+0,283 |
||||||||||||||||
[Fe(CN)6]3 + ē |
= |
[Fe(CN)6]4 |
|
+0,360 |
(1н.КС1) |
|
|
|
|
|
|||||||||||
FeO42 |
+ 8 H+ + 3 ē |
= Fe3+ + 4 H2O |
+1,700 |
Hg2Cl2 |
+ 2 ē |
= 2 Hg + 2Cl- |
+0,267 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[а(С1-)=1] |
|
|
|
|
|
|||||
I2 (к) + 2 ē = 2 I |
|
|
|
|
|
+0,536 |
Te + 2 ē = Te2 |
|
|
–0,92 |
|||||||||||
HIO + H+ + 2 ē |
= I + H2O |
|
|
+0,990 |
Te + 2 H+ + 2 ē = H2Te |
–0,72 |
|||||||||||||||
HIO + H+ + ē |
= ½ I2 + H2O |
|
|
+1,45 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Ti 3+ |
+ 3 ē |
= |
Ti |
|
|
–1,628 |
|||||||||||||
IO + H2O + 2 ē |
= I |
+ 2 OH |
+0,49 |
Ti 3+ |
+ ē = |
Ti2+ |
|
|
–0,368 |
||||||||||||
IO3 |
+ 6 H+ + 6 ē |
= I + 3 H2O |
|
+1,090 |
TiO2+ + 2 H+ + ē = Ti3+ + H2O |
+0,100 |
|||||||||||||||
IO3 |
+ 6 H+ + 5 ē |
= ½ I2 + 3 H2O |
+1,195 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
IO3 |
+ 3 H2O + 6 ē |
= I + |
6 OH |
+0,260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Mn2+ |
+ 2 ē |
= |
Mn |
|
|
|
|
–1,180 |
Tl + + ē = |
Tl |
|
|
–0,336 |
||||||||
MnO4 + ē |
= MnO42 |
|
|
|
+0,564 |
Tl 3+ |
+ 2 ē |
= Tl + |
|
|
+1,250 |
||||||||||
MnO4 |
+ 2 H2O + 3 ē |
= MnO2 |
+ 4 OH |
+0,588 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
V3+ + ē = |
V2+ |
|
|
–0,256 |
|||||||||||||||||
MnO42 |
+ 2 H2O + 2 ē |
= MnO2 |
+ 4 OH |
+0,600 |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
2+ |
+1,00 |
|||||||
MnO4 |
+ 8 H+ + 5 ē |
= Mn2+ |
+ 4 H2O |
+1,510 |
VO2 |
+ 2H + ē = VO |
+ 2H2O |
||||||||||||||
Zn |
2+ |
+ 2 ē |
= |
Zn |
|
|
–0,763 |
||||||||||||||
MnO4 |
+ 4 H+ + 3 ē |
= MnO2 |
+ 2 H2O |
+1,695 |
|
|
|
||||||||||||||
|
2 |
+ 2 H2O + 2 ē |
= Zn + 2 OH |
–1,216 |
|||||||||||||||||
MnO2 + 4 H+ + 3 ē |
= Mn2+ + 2 H2O |
+1,230 |
ZnO2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
54
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Глинка Н. Л. Общая химия / Н. Л. Глинка. – Л.: Химия, 1987. –
С. 263–295, С. 536–543.
2.Курс общей химии /под ред. Н. В. Коровина. – М.: Высшая школа, 1990. – С. 185–244.
3.Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии / Н. Л. Глинка. –
Л.: Химия,1985. – С. 151–189.
4. Романцева Л. М. Сборник задач и упражнений по общей химии / Л. М. Романцева, З. Л. Лещинская, В. А. Суханова. – М.: Высшая школа, 1991. – С. 176–189.
5.Антропов Л. И. Теоретическая электрохимия / Л. И. Антропов. – М.: Высшая школа, 1975. – 568 с.
6.Дамаскин В. Б. Основы теоретической электрохимии / В. Б. Дамаскин, С. А. Петрий. – М.: Высшая школа, 1978. – 240 с.
7.Ротинян А. А. Теоретическая электрохимия / А. А. Ротинян, К. И. Тихонов, И. А. Шошина. – Л: Химия, 1981. – 422 с.
8.Задания для самостоятельной работы по курсу химии: Электрохимия. Часть 3. Методические указания по химии для студентов всех специальностей / сост. Е. Н. Калюкова. – Ульяновск: УлГТУ, 1998. – 56 с.
55
Учебное издание
Сборник лабораторных работ по химии
Методические указания Часть 6
Составители: КАЛЮКОВА Евгения Николаевна ПИСЬМЕНКО Валерий Терентьевич ПЕТРОВА Людмила Васильевна
Редактор О. С. Бычкова
Подписано в печать 25.05.2009. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 3,26.
Тираж 100 экз. Заказ 640.
Ульяновский государственный технический университет 432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32
Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32
56