Основы общей и физической химии

5.Алюминиевая деталь покрыта оловом и эксплуатируется в кислой среде. Определите тип покрытия, составьте схему гальванического элемента и напишите уравнения электродных процессов в случае целостности покрытия и в случае его разрушения.

Индивидуальное задание «Электрохимические процессы. Коррозия металлов» ВАРИАНТ №26

1.Записать схему гальванического элемента, состоящего из оловянного и кобальтового электродов, погруженных в растворы своих солей; написать уравнения электродных процессов; написать уравнение реакции, которая протекает в гальваническом элементе;

рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при стандартных условиях; рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при температуре 40 0С и концентрациях ионов С(Sn2+) = 0,05 моль/л; С(Co2+) = 0,5 моль/л.

2.Для следующих веществ написать уравнения электродных процессов при электролизе и указать, какие продукты образуются на катоде и аноде:

а) расплав AlF3 с инертными электродами; б) раствор ZnF2 с цинковым анодом; в) раствор HI с инертными электродами; г) раствор Hg(NO3)2 с графитовыми электродами.

3.Какие продукты образуются при электролизе водного раствора NaI с инертными электродами? Напишите уравнения электродных процессов. Рассчитайте массу или объем продуктов (н.у.), образующихся на электродах при пропускании тока силой 6 А в течении 2,5 ч.

4.Изделие из серебра контактирует с участком изделия, покрытым кобальтом. Составьте схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при погружении изделий в раствор соляной кислоты. Напишите уравнения электродных процессов, уравнение процесса коррозии.

5.Две оловянных детали покрыли защитными покрытиями. На одно нанесли алюминий, а на другое – слой серебра. Затем их опустили в соляную кислоту. Какая деталь будет корродировать при нарушении целостности покрытия? Составьте схемы гальванических элементов, напишите уравнения электродных процессов и уравнение процесса коррозии. Ответ поясните.

Индивидуальное задание «Электрохимические процессы. Коррозия металлов» ВАРИАНТ №27

1.Записать схему гальванического элемента, состоящего из алюминиевого и железного электродов, погруженных в растворы своих солей; написать уравнения электродных процессов; написать уравнение реакции, которая протекает в гальваническом элементе;

рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при стандартных условиях; рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при температуре 35 0С и концентрациях ионов С(Al3+) = 0,2 моль/л; С(Fe2+) = 0,3 моль/л.

2.Для следующих веществ написать уравнения электродных процессов при электролизе и указать, какие продукты образуются на катоде и аноде:

а) расплав PbF2 с графитовыми электродами; б) раствор Ba(OH)2 с инертными электродами; в) раствор Fe(NO3)2 с нерастворимыми электродами; г) раствор MnF2 с медным анодом.

3.Какие продукты образуются при электролизе водного раствора Na2SO4 с инертными электродами? Напишите уравнения электродных процессов. Какая масса или объем продукта образуется на катоде, если на аноде выделяется 1,12 л кислорода (н.у.), а выход по току составляет 50%?

191

4.Провод, покрытый никелем, опустили в раствор, содержащий соляную кислоту и сульфат меди. Какие процессы будут протекать при этом? Составьте схемы коррозионных гальванических элементов, напишите уравнения электродных процессов, составьте уравнения процессов коррозии.

5.Свинцовая пластинка, покрытая хромом, корродирует во влажном воздухе. Определите тип покрытия, составьте схему гальванического элемента и напишите уравнения электродных процессов в случае целостности покрытия и в случае его разрушения.

Индивидуальное задание «Электрохимические процессы. Коррозия металлов» ВАРИАНТ №28

1.Записать схему гальванического элемента, состоящего из висмутового и цинкового электродов, погруженных в растворы своих солей; написать уравнения электродных процессов; написать уравнение реакции, которая протекает в гальваническом элементе;

рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при стандартных условиях; рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при температуре 30 0С и концентрациях ионов С(Bi3+) = 0,1 моль/л; С(Zn2+) = 1 моль/л.

2.Для следующих веществ написать уравнения электродных процессов при электролизе и указать, какие продукты образуются на катоде и аноде:

а) расплав MgF2 с графитовыми электродами; б) раствор CrBr3 с медным анодом; в) раствор Li2SO4 с графитовыми электродами; г) раствор Zn(NO3)2 с инертными электродами.

3.Какие продукты образуются при электролизе водного раствора CaCl2 с инертными электродами? Напишите уравнения электродных процессов. Вычислите массу или объем продуктов, выделяющихся на электродах, если в процессе электролиза затратилось 10722,2 Кл электричества, а выход по току составляет 90%.

4.Изделие, где контактируют серебро и олово, эксплуатируется в кислой среде. Какие процессы при этом протекают? Составьте схему коррозионного гальванического элемента, напишите уравнения электродных процессов, уравнение процесса коррозии.

5.На медное изделие нанесли покрытие из кобальта и погрузили в раствор серной кислоты. Определите тип покрытия, составьте схему гальванического элемента и напишите уравнения электродных процессов в случае целостности покрытия и в случае его разрушения.

Индивидуальное задание «Электрохимические процессы. Коррозия металлов» ВАРИАНТ №29

1.Записать схему гальванического элемента, состоящего из кобальтового и кадмиевого электродов, погруженных в растворы своих солей; написать уравнения электродных процессов; написать уравнение реакции, которая протекает в гальваническом элементе;

рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при стандартных условиях; рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при температуре 30 0С и концентрациях ионов С(Cd2+) = 0,4 моль/л; С(Co2+) = 0,3 моль/л.

2.Для следующих веществ написать уравнения электродных процессов при электролизе и указать, какие продукты образуются на катоде и аноде:

а) расплав CaBr2 с инертными электродами; б) раствор HBr с цинковым анодом; в) раствор Sr(NO3)2 с графитовыми электродами; г) раствор CoSO4 с нерастворимыми электродами.

3.Какие продукты образуются при электролизе водного раствора KCl с инертными электродами? Напишите уравнения электродных процессов. Вычислить массу или объем

192

продуктов на электродах , образующихся при пропускании тока силой 10 А в течении 30 минут, если выход продукта составляет 70%.

4.Составить схему коррозионного гальванического элемента, возникающего во влажном воздухе при контакте алюминия и хрома. Написать уравнения электродных процессов и уравнение процесса коррозии.

5.Цинковую пластину, покрытую медью, опустили в раствор серной кислоты. Определите тип покрытия, напишите уравнения электродных процессов коррозии, если покрытие не разрушено и в случае его разрушения, составьте схему гальванического элемента.

Индивидуальное задание «Электрохимические процессы. Коррозия металлов» ВАРИАНТ №30

1.Записать схему гальванического элемента, состоящего из железного и медного электродов, погруженных в растворы своих солей; написать уравнения электродных процессов; написать уравнение реакции, которая протекает в гальваническом элементе; рассчитать

электродвижущую силу гальванического элемента при стандартных условиях; рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента при температуре 40 0С и концентрациях ионов С(Fe3+) = 0,1 моль/л; С(Cu2+) = 0,2 моль/л.

2.Для следующих веществ написать уравнения электродных процессов при электролизе и указать, какие продукты образуются на катоде и аноде:

а) расплав CuBr2 с инертными электродами; б) раствор MgCl2 с инертными электродами; в) раствор AlCl3 с медным анодом; г) раствор Na2SiO3 с платиновыми электродами.

3.Какие продукты образуются при электролизе водного раствора Bi(NO3)3 с инертными электродами? Напишите уравнения электродных процессов. Вычислить силу тока, если при пропускании тока в течении 1 часа на катоде выделилось 14 г металла, а выход по току составляет 80%.

4.Составить схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при контакте железной пластины с медной в растворе соляной кислоты. Написать уравнения электродных процессов и уравнение процесса коррозии.

5.Цинковую пластину, покрытую оловом, опустили в раствор соляной кислоты. Определите тип покрытия, напишите уравнения электродных процессов коррозии, если покрытие не разрушено и в случае его разрушения, составьте схему гальванического элемента.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что изучает электрохимия?

2.Что такое окислительно-восстановительные реакции?

3.Дайте определение понятиям «степень окисления», «восстановитель», «окислитель».

4.Что из себя представляет процесс окисления и процесс восстановления?

5.Какие электродные процессы происходят на поверхности металл-раствор ионов металла?

6.Как образуется двойной электрический слой?

7.Что такое электродный потенциал? От чего он зависит?

8.Что такое гальванический элемент? Из чего он состоит?

9.Как заряжены катод и анод в гальваническом элементе?

10.Какие электродные процессы происходят в гальваническом элементе Даниэля-Якоби?

193

11.Как записывается схема гальванического элемента?

12.Что такое электродвижущая сила гальванического элемента? Как она рассчитывается?

13.Что такое стандартный водородный электрод?

14.Что показывает ряд электрохимических напряжений металлов? Как расположены металлы в этом ряду? С чем связана восстановительная способность металлов?

15.Приведите уравнение Нернста. Для чего оно используется?

16.Что такое электролиз? Из чего состоит система, где протекает электролиз?

17.Как заряжены катод и анод при электролизе?

18.Каковы закономерности протекания электролиза в расплавах?

19.Каковы закономерности протекания электролиза в растворах?

20.Сформулируйте 1 и 2 законы Фарадея. Что такое выход по току?

21.Что такое коррозия металлов?

22.Каков механизм химической и электрохимической коррозии?

23.Методы защиты от коррозии.

194

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Номенклатура кислот и солей

195

Приложение 2. Электроотрицательность химических элементов по шкале Л. Полинга

196

Приложение 3. Значения термодинамических величин

Приложение 4. Стандартные электродные потенциалы в водных растворах (электрохимический ряд напряжений металлов)

198

ЛИТЕРАТУРА

1.Коровин Н.В. Общая химия: Учебник для технических направлений и специальностей вузов – 7-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2006. – 556[4] с. : ил., табл. – (Победитель конкурса учебников). – Библиогр.: с. 546.

2.Ахметов Н.С. Неорганическая химия: Учебное пособие для вузов / Н. С. Ахметов. – М.:

Высшая школа, 1969. – 638[2] с.

3.Угай Я.А. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. 4-е изд., стереотип. – М.:

Высшая школа, 2004. – 526[4] с.

4.Глинка Н.Л. Общая химия : Учебное пособие для вузов / Н. Л. Глинка ; ред. А. И. Ермаков.

–30-е изд., испр. – М. : Интеграл-Пресс, 2002. – 727[1] с. : ил, табл. – Библиогр.: с. 704–705.

–Предм. указ.: с. 706–727.

5.Химия : учебное пособие / Е. В. Чикин. – Томск: Эль Контент, 2012. – 170 с.

6.Чикин Е.В. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учебно-методическое пособие.– Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012. – 220 с.

7.Физическая химия. В 2 кн. Кн. 1. Строение вещества. Термодинамика: Учеб. для вузов / К.С. Краснов, Н.К. Воробьев, И.Н. Годнев и др.; Под ред. К.С. Краснова – 3-е изд., испр. –

М.: Высш. шк., 2001. – 512 с, ил.

8.Физическая химия. В 2 кн. Кн. 2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ: Учеб. для вузов / К.С. Краснов, Н.К. Воробьев, И.Н. Годнее и др.; Под ред. К.С. Краснова – 3-е изд.,

испр. – М.: Высш. шк., 2001. – 319 с: ил.

9.Общая химия. Сборник задач и упражнений (часть 1). Н.Г.Давыдова, Т.С.Шепеленко, Т.В.Лапова. Томск: Изд-во Том. гос. архит. - строит. ун-та, 2008. – 203 с.

10.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии : Учебное пособие для вузов / Н. Л. Глинка. – 20-е изд., стереотип. – М. : Химия, 1973. – 263[1] с.

11.Артемов А.В. Тесты по химии. Общая и неорганическая химия. – М.: Айрис-пресс, 2005. – 352 с. – (Домашний репетитор)

12.Бурак Г.А. Задачи и упражнения по химии: учебно-методическое пособие/ Г.А.Бурак (и др.); под ред. В.Н.Яглова – 2-е изд., испр. и доп. – Мн.:БНТУ, 2006. – 124 с.; вкл.

13.Горохов А. А. Общая химия: Сборник заданий – тестов. Учебное пособие. – Оренбург: ГОУ ВПО ОГУ, 2003. – 123 c.

14.Физическая химия. Учебное пособие / Н. А. Колпакова, В. А. Колпаков,С.В. Романенко. –

Томск: Изд. ТПУ, 2004. – Ч. 1. – 168 с.

15.Кудряшов И.В., Каретников Г.С. Сборник примеров и задач по физической химии. Учеб. пособие для хим.-технолог. специальностей вузов – 6 изд., перераб. и доп. – М.:

Высш.школа, 1991. – 527 с, ил.

16.Тесты по общей химии [Текст] : учеб. пособие / И.А. Курзина, Т.С. Шепеленко, Г.В. Лямина, Е.А. Вайтулевич; под ред.И.А. Курзиной. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит.

ун-та, 2010. – 104 с.

17.Химия. Сборник задач и упражнений. Часть I [Текст] : учебное пособие/ под. ред. Г.В. Ляминой. – Томск: Изд-во Том.гос. архит.-строит. ун-та, 2009 – 179 с.

18.Химия. Сборник задач и упражнений. Часть II [Текст] : учебное пособие/ под. ред. Г.В. Ляминой. – Томск: Изд-во Том.гос. архит.-строит. ун-та, 2009 – 144 с.

19.Михеева Е.В., Пикула Н.П. Физическая и коллоидная химия./Учебное пособие для

студентов ИГНД очного и заочного обучения. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 267 с.

199

Учебное издание

ОСНОВЫ ОБЩЕЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ Учебное пособие

Под редакцией Ирины Анатольевны Екимовой

200