Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Домашки по химии

.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
27.03.2015
Размер:
870.65 Кб
Скачать

Т а б л и ц а 10

Номер

 

 

рН

PH

 

,

вари-

Электрод

 

2

 

раствора

 

 

анта

 

 

мм рт. cт.

 

 

 

 

 

 

1

W|W3+

 

2

0,1

 

2

Ag|Ag+

 

1

0,4

 

3

Cu|Cu2+

 

4

0,5

 

4

Pd|Pd2+

 

3

0,3

 

 

 

 

 

 

 

5

Ni|Ni2+

 

2

0,7

 

6

Co|Co2+

 

5

0,4

 

7

Ag|AgCl,KCl

 

7

0,8

 

 

 

 

 

 

 

8

Fe|Fe2+

 

6

1,5

 

9

Bi|Bi3+

 

4

0,2

 

10

Pb|Pb2+

 

3

0,5

 

11

Sn|Sn2+

 

2

1,2

 

12

Ti|Ti3+

 

5

0,9

 

13

Cr|Cr3+

 

3

0,4

 

14

In|In3+

 

1

0,2

 

15

Mn|Mn2+

 

2

1,3

 

16

Tl|Tl+

 

4

0,5

 

17

Pt|Pt2+

 

3

0,6

 

18

Cu|Cu+

 

2

0,7

 

19

Mo|Mo3+

 

6

0,4

 

20

(Pt)Cl2|Cl-

 

6

0,8

 

21

Ti|Ti2+

 

5

1,1

 

22

Zn|Zn2+

 

2

0,7

 

23

Cd|Cd2+

 

3

0,5

 

24

Mg|Mg2+

 

4

1,2

 

25

Sb|Sb3+

 

5

0,8

 

 

 

21

 

 

 

Т а б л и ц а 11

 

 

 

Активность

Номер

Электрод I

Электрод II

потенциалопределяющих

варианта

ионов а, моль/л

 

 

 

 

 

электрода I

электрода II

1

Ag|AgCl,KCl

Ag|Ag+

0,1

0,02

 

 

 

 

 

2

Mo|Mo3+

Zn|Zn2+

0,2

0,8

3

(Pt)F2|F-

Cd|Cd2+

0,3

0,5

4

Mo|Mo3+

(Pt)Cl2|Cl-

0,4

2,0

5

Au| Au+

Sn|Sn2+

0,05

1,5

6

Ag|Ag+

Zn|Zn2+

0,1

1,7

7

Cu|Cu+

Ti|Ti3+

0,6

0,3

8

Pt|Pt2+

Sn|Sn2+

0,03

1,2

9

Bi|Bi3+

Bi|Bi3+

0,05

1,3

10

Mg|Mg2+

In|In3+

1,6

0,2

11

Pb|Pb2+

Ti|Ti2+

0,3

0,5

12

Cu|Cu2+

Cr|Cr3+

0,8

0,2

13

Au|Au3+

Sb|Sb3+

0,03

0,4

14

Pd|Pd2+

Ag|AgCl,KCl

0,01

1,0

15

Fe|Fe2+

Sb|Sb3+

0,8

0,2

16

In|In3+

(Pt)Cl2|Cl-

0,2

1,7

17

Ti|Ti3+

(Pt)F2|F-

0,5

0,8

18

Mn|Mn2+

Zn|Zn2+

0,8

0,5

19

Cr|Cr3+

Ag|AgCl,KCl

0,7

0,1

20

Cd|Cd2+

Pd|Pd2+

0,5

0,04

21

Cu|Cu2+

Cu|Cu2+

2,1

0,1

22

V|V2+

Sn|Sn2+

1,4

0,3

23

(Pt)Cl2|Cl-

Cu|Cu2+

1,5

0,5

24

(Pt)O2|OH-

(Pt)H2|H+

0,5

1,3

25

Pd|Pd2+

Co|Co2+

0,03

0,9

 

 

22

 

 

Электролиз водных растворов электролитов

Задание 3. Дан водный раствор электролита (см. вариант в табл. 12), для его электролиза используйте приведенный в таблице анод.

1.Запишите электрохимическую систему, уравнения электродных реакций.

2.Укажите рН раствора до электролиза (больше, меньше или равно 7). Если в процессе электролиза меняется рН раствора у электродов, укажите, в какую сторону.

3.Рассчитайте массу или объем (для газа) веществ, выделившихся на электродах при электролизе. Катодный выход металла по току равен 80 %, если на электроде протекает две реакции. Если на катоде выделяется только один металл или один газ, выход по току процесса равен 100 %. Анодный выход по току равен 100 % во всех случаях.

Та б л и ц а 12

 

 

 

 

 

Количество

 

Номер

Раствор

Ток, А

 

Время,

прошедшего

Материал

варианта

электролита

 

ч

электричества,

анода

 

 

 

 

 

 

 

А·ч

 

1

AuCl3

 

 

 

8

Au

2

AgNO3

5

 

7

 

Ag

3

NiSO4

3

 

5

 

Ni

4

Zn(NO3)2

 

 

 

11

Zn

5

Cr(NO3)3

3

 

7

 

C

6

CuSO4

3

 

3

 

Cu

7

Bi(NO3)3

 

 

 

0,5

Bi

8

Pb(NO3)3

3

 

2

 

Pb

9

FeCl3

5

 

7

 

Fe

10

CoSO4

 

 

 

0,8

Co

11

Pd(NO3)2

4

 

0,5

 

Pt

12

NaCl

3

 

7

 

C

 

 

 

 

 

 

 

13

K2SO4

 

 

 

22

Pt

14

AuCl

3

 

5

 

C

 

 

 

23

 

 

О к о н ч а н и е т а б л. 12

 

 

 

 

Количество

 

Номер

Раствор

Ток, А

Время,

прошедшего

Материал

варианта

электролита

ч

электричества,

анода

 

 

 

 

 

А·ч

 

15

AgNO3

3

7

 

Pt

16

BaCl2

 

 

11

C

17

SbCl3

7

3

 

Sb

18

Li2SO4

7

8

 

C

19

MnCl2

 

 

43

C

20

Al2(SO4)3

 

 

23

Pt

21

SnCl2

3

7

 

Sn

22

CuCl

 

 

21

C

23

NiSO4

 

 

12

C

24

Hg(NO3)2

5

11

 

Hg

25

FeSO4

 

 

17

C

Коррозия металлов

Задание 4. Даны пара металлов и значения рН водной среды (см. вариант в табл. 13).

1.Оцените возможность коррозии металла в данной электрохимической системе на основании сравнения рассчитанных равновесных потенциалов электродов: водородного, кислородного и данных металлов (равновесные потенциалы металлических электродов принимаем равными их стандартному значению). Запишите коррозионную электрохимическую систему, уравнения электродных реакций при коррозии.

2.Предложите для данной пары металлов при заданном значении рН катодное и анодное металлическое покрытие.

3.Запишите электрохимическую схему элементов, образующихся при нарушении целостности покрытия, уравнения электродных реакций при коррозии для этих элементов.

4.Предложите протекторную защиту для данной пары металлов. Запишите электрохимическую систему, уравнения электродных реакций при протекторной защите.

5.Запишите электрохимическую систему электрозащиты (катодной) данной пары металлов, уравнения электродных реакций при работе электрозащиты.

24

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 13

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Металлы

 

 

рН

 

варианта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Cu-Cr

 

2

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Cu-Fe

 

3

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Cu-Ni

 

1

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Fe-Ni

 

7

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Fe-Cr

 

12

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Fe-Cd

 

4

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Fe-Co

 

3

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Cu-Ag

 

7

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Cu-Sn

 

2

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Cu-Pd

 

1

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

11

Ni-Cr

 

2

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Fe-Zn

 

3

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Fe-Pb

 

8

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Cu-Pb

 

3

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

15

Fe-In

 

4

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

16

Ag-Ni

 

7

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

17

Ti-Cu

 

3

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

18

Ti-Ni

 

12

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

19

Ni-Au

 

10

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

20

Al-Zn

 

2

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

21

Al-Cd

 

5

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

22

Al-Ni

 

9

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

23

Al-Ag

 

8

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

24

Mg-Cu

 

12

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

25

Mg-Ni

 

3

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Коровин Н. В. Общая химия: учебник для вузов по техническим направлениям и специальностям / Н. В. Коровин.– Изд. 10-е, доп.– М.: Высшая школа, 2008.

2.Химия: [учебник для вузов по техническим направлениям и специальностям] / А. А. Гуров [и др.].– Изд. 3-е, испр.– М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007.

3.Н. Л. Глинка. Химия / под ред. А. И. Ермакова. – М.: Интеграл-

Пресс, 2005.

4.Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии: [учебное пособие для нехимических специальностей вузов] / Н. Л. Глинка; под ред. В. А. Рабиновича, Х. М. Рубиной.– Изд. стереотип.– М.: ИнтегралПресс, 2008.

5.Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие; под ред. Н.В. Коровина. – М.: Высшая школа, 2004.

6.Зайцев О.С. Химия. Современный краткий курс. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001.

7.Суворов А.В., Никольский А.Б. Вопросы и упражнения по общей химии. – СПб: Химиздат, 2002.

26

П Р И Л О Ж Е Н И Я

П р и л о ж е н и е 1

Термодинамические характеристики некоторых веществ при 298 К

Вещество

f H ,

S ,

f G ,

кДж/моль

Дж/(моль К)

кДж/моль

 

As(г)

288,71

174,1

247,42

AsCl3(г)

–270,34

328,82

–258,04

В(т)

0

5,87

0

BCl3(г)

–402,96

290,08

–387,98

ВаО(к)

–557,9

70,29

–528,4

ВаCl2(к)

–860,1

126

–810,9

ВеО(к)

–598,7

14,1

–581,6

ВеCl2(к)

–494

63

–468

Br2(г)

30,92

245,35

3,14

Сграфит

0

5,74

0

Салмаз

1,83

2,38

2,85

СО(г)

–110,5

197,54

–137,14

СО2(г)

–393,51

213,68

–394,38

СF4(г)

–933

261,4

–888,37

ССl4(г)

–106,7

309,7

–63,95

СН4(г)

–74,85

186,2

–50,8

С2Н2(г)

226,75

200,82

209,21

С2Н4(г)

52,3

219,45

68,14

С2Н6(г)

–84,68

229,5

–32,89

С6Н6(г)

82,93

269,2

129,68

СаО(к)

–635,5

39,7

–605,2

Са(ОН)2(к)

–986,2

83,4

–898,5

СаСО3(к)

–1207,1

92,88

–1128,76

Cl2(г)

0

222,96

0

ClF(г)

–49,9

217,82

–51,37

CuO(к)

–165

42,64

–127

Fe2O3(к)

–822,16

89,96

–740,98

Н2(г)

0

130,58

0

HBr(г)

–35,98

198,5

–53,5

HCl(г)

–92,3

187

–95,27

HF(г)

–268,61

173,51

–270,7

27

П р о д о л ж е н и е т а б л. П1

Вещество

f H ,

S ,

f G ,

кДж/моль

Дж/(моль К)

кДж/моль

 

 

 

 

 

HI(г)

25,94

206,3

1,3

Н2О(г)

–241,82

188,7

–228,61

Н2О(ж)

–285,84

70,08

–237,2

Н2S(г)

–20,17

205,6

–33

I2(г)

62,24

260,58

19,4

N2(г)

0

191,5

0

NH3(г)

–46,19

192,66

–16,66

NF3(г)

–131,7

260,7

–84

N2F4(г)

–22

317

79

N2O(г)

82,01

219,83

104,12

N2O3(г)

90,22

307,1

110,5

N2O4(г)

11,11

304,35

99,68

N2O5(г)

13,3

355,65

117,14

NO(г)

90,25

210,62

86,58

NO2(г)

34,19

240,06

52,29

NOCl(г)

52,59

263,5

66,37

NOF(г)

65

248

–51

NOF3(г)

–187

277,6

(NO2)F(г)

–109

259,3

37

NH4F(т)

–463,59

71,96

–348,45

СО(NH2)2(т)

–333,17

104,6

–197,15

ССl4(г)

–106,7

309,7

–63,95

Cl2(г)

0

223

0

О2(г)

0

205,04

0

О3(г)

142,26

238,82

162,76

РН3(г)

5,44

210,1

13,39

Р2О5(к)

–1492

114,5

–1348,8

PCl3(г)

–287

311,7

–268

PCl5(г)

–366,94

364,47

–297,14

PОCl3 (г)

–558,9

323,84

–512,92

F2(г)

0

202,67

0

PF3(г)

–956,5

272,6

–935,66

PОF3(г)

–1252,27

284,93

–1203,75

S(к)

0

31,88

0

SO2(г)

–296,9

248,1

–300,4

28

О к о н ч а н и е т а б л. П1

Вещество

f H ,

S ,

f G ,

кДж/моль

Дж/(моль К)

кДж/моль

 

SO3(г)

–395,2

256,23

–370,4

SO2Cl2(г)

–363,17

311,3

–318,85

SF6(г)

–1207,08

291,62

–1103,2

Si(т)

0

18,83

0

SiCl4(г)

–657,52

330,95

–617,6

SiН4(г)

34,73

204,55

57,19

SiО2(к)

–903,5

46,86

–850,7

 

 

 

 

 

 

П р и л о ж е н и е 2

Значения констант диссоциации некоторых кислот

 

 

 

 

 

и оснований

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Название

 

Кд

 

 

 

Название

 

Кд

 

 

 

и формула

 

 

 

 

 

и формула

 

 

 

 

 

Азотистая

 

5,13 10–4

Сероводородная

К1

1,05

10–7

HNO

 

H2S

 

 

 

–13

 

 

 

 

 

К

1,3 10

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Алюминиевая-

 

6 10–13

Сернистая

К1

1,4

10–2

мета HAlO2

 

H SO

 

 

 

–8

 

 

 

 

К

6,3

10

 

 

 

 

 

 

2

3

2

 

Борная

К1

5,8 10–10

Теллуристая

К1

2,7

10–3

Н3ВО3

1,8 10–13

H2TeO3

К2

1,8

10

–8

 

К3

1,6 10

–14

 

 

К2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бромноватистая

 

2,5 10

–9

Теллуроводород-

К1

2,3

10–3

HOBr

 

 

ная H2Te

К2

10–11

Ванадиевая

К2

1,1 10–9

Теллуровая

К1

2,5

10–9

H3VO4

К3

4 10–15

H2TeO4

К2

4,1 10–11

Водорода перок-

К1

2 10

–12

Угольная

К1

4,5

10–7

сид Н2О2

 

 

Н2СО3

К2

4,8 10–11

Германиевая-

К1

1,7 10–9

Уксусная

 

1,8

10

–5

мета H2GeO3

К2

2,0 10–13

CH3COOH

 

 

29

О к о н ч а н и е т а б л . П 2

Основание

Название

 

Кд

 

 

 

и формула

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иодноватистая

 

2,3 10–11

HOI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кремневая-мета

К1

2,2 10–10

H2SiO3

 

К2

1,6 10–12

 

 

 

Мышьяковая

К1

5,6 10–3

H3AsO4

 

 

 

–7

К2

1,7 10

 

 

 

К3

3 10–12

Муравьиная

 

1,8 10–4

НСООН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аммония гид-

 

1,8 10–5

роксид NH4ОН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бария гидро-

К2

2,3 10–1

ксид Ва(ОН)2

 

 

 

 

 

Железа (II) гид-

К1

1,2 10–2

роксид Fe(OH)2

К

1,3 10

–4

 

2

 

 

Железа (III)

К2

1,82 10

–11

гидроксид

 

 

 

К3

1,35 10–12

Fe(OH)3

 

 

 

 

 

Кадмия гидро-

К1

8,1 10–4

ксид Cd(OH)2

К2

4,2 10–7

Кобальта (II)

К1

7,9 10–5

гидроксид

К2

8,9 10–6

Со(ОН)2

 

 

 

 

 

Кальция гидро-

К2

5,8 10–2

ксид Са(ОН)2

 

 

 

 

 

Магния гидро-

К2

2,63 10–3

ксид Mg(OH)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Название

 

Кд

 

и формула

 

 

 

 

 

 

Фосфористая

К1

1,6 10–2

H3PO3

К2

2 10–7

Фосфорная

К1

7,1 10–3

H3PO4

6,2 10–8

К2

 

К3

4,2 10–13

Хлорноватистая

 

 

 

HClO

 

5 10

–8

 

 

 

 

 

 

Хромовая

К1

1,1 10–1

H2CrO4

К2

3,2 10–7

Меди (II) гидроксид

К2

3,4 10–7

Cu(OH)2

 

 

 

 

 

 

Никеля (II) гид-

К2

8,32 10–4

роксид Ni(OH)2

 

 

 

Олова (II) гидро-

К2

10–12

ксид Sn(ОН)2

 

 

 

 

 

 

Ртути (II) гидро-

К1

4 10–12

ксид Hg(OH)2

К2

5 10–11

 

 

 

Свинца (II) гид-

К1

5 10–4

роксид Pb(OH)2

К2

1,4 10–8

Хрома (II) гидро-

К2

4 10–8

ксид Cr(OH)2

 

 

 

 

 

 

Хрома (III) гидро-

К3

~10–10

ксид Cr(OH)3

 

 

 

Цинка гидроксид

К1

1,32 10–5

Zn(OH)2

К2

2,0 10

–9

 

 

 

 

 

 

30