контрольная работа / Контрольная работа 2

Контрольная работа 2

Задание 234. Реакции выражаются схемами:

K₂Cr₂O₇ + HCl → Cl₂ +CrCl₃ + KCl + H₂O

Au + HNO₃ + HCl → AuCl₃ + NO + H₂O

Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое – восстановителем; какое вещество окисляется, какое – восстанавливается.

Решение

1. K₂Cr₂O₇ + HCl → Cl₂ +CrCl₃ + KCl + H₂O

2Cr+6 +6 = 2Cr+3	6	6	1	восстанавливается
2 - 2 =	2		3	окисляется

K₂Cr₂O₇ + 14HCl = 3Cl₂ +2CrCl₃ + 2KCl + 7H₂O

K₂Cr₂O₇ окислитель; HCl восстановитель

2. Au + HNO₃ + HCl → AuCl₃ + NO + H₂O

N+5 +3 = N+2	3	3	1	восстанавливается
- 3 =	3		1	окисляется

Au + HNO₃ + 3HCl = AuCl₃ + NO + 2H₂O

HNO₃ окислитель; Au восстановитель

Задание 243. При какой концентрации ионов Zn²⁺ (в моль/ л) потенциал цинкового электрода будет на 0,015 В меньше его стандартного электродного потенциала?

Решение

Зависимость электродного потенциала от концентраций веществ,

участвующих в электродных процессах, и от температуры выражается

уравнением Нернста:

Здесь — стандартный электродный потенциал; R — газовая

постоянная; Т — абсолютная температура; F — постоянная

Фарадея (96500 Кл/моль); z — число электронов, участвующих в

электродном процессе; [Ох] и [Red] — произведения концентраций

(активностей) веществ, принимающих участие в соответствующей

- полуреакции в окисленной (Ох) и восстановленной (Red) формах.

Т.к. в нашем случае гальванический элемент состоит из цинкового электрода электродный процесс Zn ²⁺ +2 ⇄ Zn⁰ подставим значения R,F,T и данное уравнение примет вид:

= - 0.76 B (из таблицы)

,015В = - 0,775 В

Согласно данной формуле:

= ; = = - = - 0,5085

Следовательно,

= 0,297 моль/л или 0,30 моль/л

Задание 268. Электролиз раствора сульфата цинка проводили в течение 5 часов, в результате чего выделилось 6 л кислорода (н.у.). составьте уравнения электродных процессов и вычислите силу тока.

Решение

ZnSO₄ → +

Катод: →

Анод: 2Н₂О -→ О₂↑+ 4Н⁺

уравнение электролиза:

ZnSO₄ + 2Н₂О = 2Zn + О₂↑ + 2Н₂SO₄

= - 0.76 B

Незначительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной водной среде (—0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление цинка. Окисление воды на аноде, будет сопровождаться выделением кислорода.

Дано: V(O2) =6л t=5ч = 18000с /моль	Используя обобщенный закон Фарадея, описывающий процесс электролиза: V(O2) = I = = =
I =?

Задание 294. Какой металл целесообразней выбрать для протекторной защиты от коррозии свинцовой оболочки кабеля: цинк, магний или хром? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии. Какой состав продуктов коррозии.

Решение

Протекторная защита – один из способов защиты металлического изделия от коррозии. К изделию, подвергающемуся электрохимической коррозии, подключают деталь-протектор из более активного металла, чем металл изделия: протектор будет разрушаться, а изделие останется неизменным. Протекторная защита металлов от коррозии достигается созданием макрогальванической пары с менее благородным металлом (обычно применяются алюминий, магний, цинк и их сплавы). Он играет роль анода и растворяется со скоростью, достаточной для создания в системе электрического тока необходимой силы (протекторная защита). Сравним потенциалы данных металлов, чем больше разница потенциалов (со свинцом), тем лучше защита. Стандартные потенциалы указанных металлов:

Свинцовая оболочка кабеля = - 0.13 B

= - 0.76B; = - 2.34B; = -0.71B

Для защиты свинца от коррозии можно выбрать любой из предложенных металлов, но при этом не следует забывать, что чем металл активнее, тем быстрее защита будет израсходована. Поэтому выбирать из трех следует тот металл, который по активности стоит ближе к свинцу. Активность в данном случае измеряется окислительно-восстановительным потенциалом. Следовательно, в данном случае самый лучший вариант - цинк. Анодная полуреакция: Zn⁰ - 2 = Zn²⁺ Катодная полуреакция: O₂ + 2H₂O + 4 = 4OH^- 2Zn⁰ + O₂ + 2H₂O = 2Zn(OH)_2. В качестве продукта коррозии в данном случае выступает гидроксид цинка Zn(OH)₂