Задание 228

Исходя из степени окисления хрома, иода и серы в соединениях К₂Сr₂О₇, КIи Н₂SО₃, определите, какое из них является только окислителем, только восста­новителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему?

На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

NaCrO₂ + РbО₂ + NaOH  Na₂CrO₄ + Na₂PbO₂ + H₂O

Решение

КI– степень окисления йода –1

Н₂SО₃– степень окисления серы +4

К₂Сr₂О₇– степень окисления хрома +6

Промежуточная степень окисления серы говорит о том, что в сернистая кислота Н₂SО₃может проявлять как восстановительные, так и окислительные свойства.

Окислительные свойства проявляют элементы, у которых максимальная степень окисления. Следовательно, дихромат калия К₂Сr₂О₇– окислитель.

Восстановительными свойствами обладает элемент с наименьшей степенью окисления. Следовательно, иодистый калий КI– восстановитель.

Расставим коэффициенты в уравнении реакции

NaCrO₂ + РbО₂ + NaOH  Na₂CrO₄ + Na₂PbO₂ + H₂O

Составим электронные уравнения:

восстановитель 2Cr⁺³– 6e= 2Cr⁺⁶

окислитель 3Pb⁺⁴+ 6e= 3Pb⁺²

Расставляем коэффициенты:

2NaCrO₂ + 3PbO₂ + 8NaOH = 2Na₂CrO₄ + 3Na₂PbO₂ + 4H₂O

Задание 249

При какой концентрации ионов Сu²⁺(моль/л) значение потенциала медного электрода становится равным стандартному потенциалу водородного электрода?

Решение

Значение равновесного электродного потенциала медного электрода определим по уравнению Нернста:

Стандартный электродный потенциал водорода равен:

Отсюда получаем:

[Cu2+] = 2,98 ∙ 10^–12моль/л

Ответ: 2,98 ∙ 10^–12моль/л.

Задание 270

Электролиз раствора NaIпроводили при силе тока 6 А в течение 2,5 ч. Сос­тавьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах, и вычислите массу вещества, выделившегося на катоде и аноде?

Решение

NaI ↔ Na⁺ + I^–

H₂O ↔ H⁺ + OH^–

На катоде: На аноде:

2H⁺ + 2е = Н₂ 2I^–– 2е =I₂

Расчет выделившихся на электродах веществ вычислим по закону Фарадея:

m = (M ∙ I∙ t)/n ∙F

Объем водорода, выделившегося на катоде:

V= (11,2 л ∙ 6А ∙ 2,5 ∙ 3600 с) / 96500 А∙ с = 2,507 л

Масса водорода:

m= (1г ∙ 6А ∙ 2,5 ∙ 3600 с) / 96500 А∙ с = 0, 56 г

Масса иода, выделившегося на аноде:

m= (254 г/моль ∙ 6А ∙ 2,5 ∙ 3600 с) / 2 ∙ 96500 А ∙ с = 71 г

Ответ: 0,56 г ; 71,0 г.

Задание 291

Железное изделие покрыли кадмием. Каков это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процес­сов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хло­роводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

Решение

E⁰_Fe/Fe2+= – 0,44 ВE⁰_Cd/Cd2+= – 0,40 В

Поскольку E⁰_Cd/Cd2+>E⁰_Fe/Fe2+ в образующейся гальванопаре кадмий будет выполнять роль катода, а значит покрытие будет катодным.

Коррозия во влажном воздухе:

К: 2H₂O+O₂+ 4e→ 4OH^–

А: Fe– 2e→Fe²⁺

Суммарный процесс:

2Fe+ 2H₂O+O₂→ 2Fe(OH)₂

Первичный продукт коррозии – гидроксид железа (II).

Коррозия в растворе соляной кислоты:

К: 2H⁺+ 2e→H₂

А: Fe– 2e→Fe²⁺

Суммарный процесс

Fe + 2HCl → FeCl₂+ H₂↑

Первичный продукт коррозии – хлорид железа (II).