Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
физхим-гл.doc
Скачиваний:
113
Добавлен:
15.05.2015
Размер:
742.91 Кб
Скачать

1.4. Задачи для самостоятельной работы

Задачи 1 - 7. Вычислите электродный потенциал металла (), находящегося в растворе соли данного металла с заданной концентрацией (моль/л). На какую величину увеличится или уменьшится этот потенциал, если увеличить концентрацию раствора соли в 10 раз? Как это отразится на активности металла как восстановителя? Как при этом изменяется окислительная активность ионов металла?

Задача №

Металл

Соль в растворе

Концентрация соли, моль/л

1

Mn

MnCl2

0,01

2

Zn

ZnSO4

0,1

3

Ni

Ni(NO3)2

0,001

4

Cr

Cr2(SO4)2

0,05

5

Cu

CuSO4

0,01

6

Fe

FeSO4

0,1

7

Ag

AgNO3

0,001

Задачи 8 - 11. Вычислите потенциал газового электрода при температуре 25 оС и парциальном давлении газа 1 атм в растворе с концентрацией ионов водорода [H+], моль/л. Как и на какую величину изменится потенциал этого электрода при уменьшении концентрации ионов водорода в 10 раз? Какие металлы подвергаются коррозии (окисляются) в данных условиях?

Задача №

[H+], моль/л

Электрод

8

10-1

Кислородный

9

10-7

Кислородный

10

10-3

Водородный

11

10-7

Водородный

Задачи 12 – 15. Имеются два металла (Ме1 и Ме2), каждый из которых находится в растворе соли, содержащем собственные ионы (Ме1/Ме1n+, Ме2/Ме2n+), при стандартных условиях. Каковы значения их потенциалов? Вычислите, какой должна быть концентрация ионов металла [Ме1n+], чтобы электродный потенциал первого металла стал равен стандартному электродному потенциалу второго металла.

№ задачи

Электрод 1

Ме1/Ме1n+

Электрод 2

Ме2/Ме2n+

12

Sn / Sn2+

Ni / Ni2+

13

Au / Au+

Au / Au3+

14

Cd / Cd2+

Fe / Fe2+

15

Fe / Fe3+

Pb / Pb2+

Задачи 16 - 21. Напишите уравнения электродных реакций, протекающих в процессе работы данного гальванического элемента, вычислите его максимальную электродвижущую силу и укажите направление движения электронов во внешней цепи.

16. Sn/Sn2+ (0,01моль/л) II (0,1моль/л) Sn2+/ Sn

17. Cu/Cu2+ (1 моль/л) II (0,01моль/л) Cu2+/Cu

18. Cr/Cr3+ (0,1 моль/л) II (0,01 моль/л) Fe2+/Fe

19. Al/Al3+ (0,1 моль/л) II (0,01 моль/л) Mg2+/Mg

20. Ni/Ni2+ (0,01 моль/л) II ( 0,01 моль/л) Sn2+/Sn

21. Au/Au3+ (1 моль/л) II ( 0,1 моль/л) Cu2+/Cu

Задачи 22 – 26. Какие окислительно-восстановительные процессы протекают на электродах данных гальванических элементов? На основании стандартных электродных потенциалов выберите гальванический элемент с наибольшей электродвижущей силой и рассчитайте ее величину.

22. Cu/Cu(NO3)2 II Pb(NO3)2/Pb; Cr/CrCl3 II CuCl2/Cu

Ni/NiCl2 II AlCl3/Al ; Fe/FeSO4 II AlCl3/Al

23. Ni/NiCl2 II AlCl3/Al ; Co/CoCl2 II AlCl3/Al ;

Zn/ZnCl2 II AlCl3/Al ; Cu/Cu(NO3)2 II AlCl3/Al

24. Cr/CrCl3 II NiCl2/Ni ; Cr/CrCl3 II CoCl2 Co ;

Cr/CrCl3 II CuCl2/Cu ; Cr/CrCl3 II Pb(NO3)2/Pb

25. Zn/Zn(NO3)2 II AgNO3/Ag ; Zn/Zn(NO3)2 II Cu(NO3)2/Cu ;

Zn/Zn(NO3)2 II Ni(NO3)2/Ni ; Zn/Zn(NO3)2 II MnSO4/Mn

26. Pb/Pb(NO3)2 II Fe(NO3)2/Fe ; Pb/Pb(NO3)2 II Ni(NO3)2/Ni ;

Pb/Pb(NO3)2 II AgNO3/Ag ; Pb/Pb(NO3)2 II Al(NO3)3

Задачи 27 - 30. Какие окислительно-восстановительные процессы протекают на электродах предложенных гальванических элементов? Какой из них является поляризующимся?

27. Zn/H2SO4 II CuSO4/Cu ; Zn/ZnSO4 II CuSO4/Cu;

Zn/ZnSO4 II Fe SO4/Fe

28. Ni/NiSO4 II CuSO4/Cu ; Ni/H2SO4 II CuSO4/Cu ;

Ni/NiSO4 II H2SO4/Cu

29. Ni/NiCl2 II HCl/Sn ; Ni/HCl II CuCl2/Cu ; Ni/NiCl2 II SnCl2/Sn;

30. Fe/FeCl2 II CuCl2/Cu ; Fe/HCl II CuCl2/Cu ; Fe/FeCl2 II HCl/Cu.

Задачи 31 – 40. Какие окислительно-восстановительные процессы происходят при контакте железного изделия с другими металлами? Какой металл при этом окисляется? Составьте схемы работы гальванических элементов, образующихся при коррозии металлов в данных условиях.

задачи

Металлы, контактирующие

с железным изделием

Среда

31

Zn, Cr

раствор H2SO4

32

Zn, Cu

влажная атмосфера (Н2О + О2)

33

Ni, Cr

влажная промышленная атмосфера (H2O, SO2, HCl, CO2 )

34

Sn, Al

пресная вода

35

Ag, Cr

pН <7 (отсутствие кислорода)

36

Co, Mg

влажная атмосфера

37

Zn, Sn

морская вода

38

Cd, Ni

раствор электролита (рН > 7)

39

Mg, Sn

влажная промышленная атмосфера (H2O, SO2, HCl, CO2 )

40

Pb, Cd

влажная атмосфера

Задачи 41 - 45. Железо имеет покрытие из другого металла. Какой из металлов (железо или покрытие) будет корродировать в случае наружения поверхностного слоя покрытия? Укажите, какое покрытие для железа является анодным и какое — катодным? Составьте схемы процессов, происходящих на электродах образующихся гальванических элементов в указанных средах.

задачи

Металл покрытия

Среда

41

Cu, Mg

пресная вода

42

Zn, Sn

морская вода (Cl-)

43

Sn, Al

кислая среда

44

Ag, Zn

влажная атмосфера (Н2О + О2)

45

Ni, Ag

влажная промышленная атмосфера (H2O, SO2, HCl, CO2 )

Задачи 46 - 50. Металл склепан с другим металлом. Какой из металлов будет подвергаться электрохимической коррозии? Составьте схему гальванического элемента при погружении этой пары металлов в указанную среду. Рассчитайте ЭДС данного гальванического элемента с учетом того, что электродный потенциал катода зависит от рН среды (уравнения (4) и (6)).

задачи

Ме1/Ме2

Среда

46

Al / Cu

чистая влажная атмосфера, рН=5.5

47

Al / Cu

кислый водный раствор c рН=4 (предполагается отсутствие О2)

48

Sn / Fe

влажная промышленная атмосфера (H2O, SO2, HCl, CO2 ), рН=3

49

Sn / Fe

чистая влажная атмосфера, рН=5.5

50

Cu / Zn

морская вода, рН=7

Задачи 51 – 54. Приведите пример металла, который может служить протектором для защиты изделия от коррозии в водных растворах в контакте с воздухом. Напишитеуравнения электродных процессов и схемы образующихся гальванических элементов.

задачи

Изделие

задачи

Изделие

51

Fe

53

Zn

52

Sn

54

Ni

Задачи 55 – 58. Рассмотрите коррозию изделия, погруженного в электролит, содержащий кислоту. Приведите уравнения электродных процессов и схемы образующихся микрогальванических элементов.

задачи

Изделие

задачи

Изделие

55

оловянистая бронза (Cu / 8-10% Sn)

57

cплав Sn / Ag

56

сплав Ni / Сu

58

луженое железо (Fe / Sn)

Задачи 59 – 60. Рассмотрите коррозию изделия в чистой влажной атмосфере (рН=5.5). Приведите уравнения протекающих электродных процессов и схемы образующихся коррозионных микрогальванических элементов. Начнет ли окисляться в этой атмосфере второй металл и когда, если это возможно? Ответ подтвердите расчетом.

задачи

Изделие

задачи

изделие

59

Латунь

(сплав Cu / Zn)

60

алюминиевая бронза (Cu / Al)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]