Rabochaya_tetrad_Khimia

в) Cu + Na2SO4 → ____________________________________________

г) Fe + AlCl3 → _____________________________________________.

Гипотеза: _________________________________________________

________________________________________________________________

Методика выполнения:

В четыре пробирки налейте по 2–3 мл растворов солей CuSO4, FeCl3, Na2SO4, AlCl3 и опустите в них металлы: в первую – стружку магния, во вторую – гранулы цинка, в третью – стружку меди, в четвертую – железную стружку.

Отметьте наблюдения

а) _________________________________________________________; б) _________________________________________________________; в) _________________________________________________________; г) _________________________________________________________.

Вывод: _____________________________________________________

_______________________________________________________________.

2. Влияние образования микрогальванических элементов на течение химических процессов

1.Металлы, стоящие в ряду напряжений _____ водорода, вытесняют его из кислот, анионы которых не проявляют окислительных свойств (например, HCl, разбавленная H2SO4), а стоящие после водорода

________________.

2.Величина электродного потенциала электрода, зависящая от температуры и активности ионов в растворе, установлена

_____________________ и имеет вид _______________________________.

3.Напишите реакции взаимодействия цинка с раствором серной кислоты (разб) и сульфатом меди (II):

________________________________________________________________

_______________________________________________________________.

61

4.Составьте схему медно-цинкового микрогальванического элемен-

та _____________________________________________________________.

5.Напишите процессы, идущие на электродах при работе этого микрогальванического элемента:

а) на катоде_________________________________________________, б) на аноде__________________________________________________.

Гипотеза: __________________________________________________

_______________________________________________________________.

Методика выполнения:

В две пробирки налейте по 2–3 мл раствора серной кислоты (разб), в каждую из них опустите по грануле цинка. Через 2–3 мин во вторую пробирку добавьте 2–3 мл раствора соли CuSO4.

Отметьте наблюдения

а) интенсивность выделения газа в первой пробирке ______________, б) интенсивность выделения газа во второй пробирке _____________.

Вывод: _____________________________________________________

________________________________________________________________

3.Определение ЭДС гальванического элемента

1.Гальванический элемент – это _______________________________

________________________________________________________________

_______________________________________________________________.

2.Электрод, на котором происходит процесс окисления, называется

_______________________________________________________________.

3.Электрод, на котором происходит процесс восстановления, назы-

вается _________________________________________________________.

4.Величина ЭДС рассчитывается по формуле ___________________.

5.ЭДС работающего гальванического элемента – величина, имею-

щая знак __________.

62

6.При составлении гальванического элемента из двух металлов анод

икатод определяются по ряду стандартных электродных потенциалов металлов. Металл, стоящий в этом ряду ____________________− анод, металл, стоящий в ряду ___________ − катод.

7.Гальванический элемент Якоби – Даниэля состоит из двух электродов: катода − пластинки металла ____________, погруженной в раствор соли _____________; анода − пластинки металла ____________, погруженной в раствор соли ______________; катодное и анодное простран-

ства разделены ________________________.

8.Схема элемента Якоби – Даниэля имеет вид __________________.

9.В основе работы элемента Якоби – Даниэля лежат электрохимические реакции:

а) на аноде __________________________________________________, б) катоде ___________________________________________________.

10.Поток электронов во внешней цепи гальванического элемента имеет направление от ______________ к ______________.

Гипотеза: __________________________________________________

_______________________________________________________________.

Методика выполнения:

Соберите гальванический элемент. Для этого в один стакан налейте 40 мл 1 М раствора сульфата цинка и поместите в него цинковый электрод. Другой стаканчик аналогичным образом заполните 1 М раствором сульфата меди и поместите в него медный электрод. Электроды подсоедините к потенциометру. Растворы соедините с помощью солевого мостика. Солевой мостик препятствует смешиванию растворов и проводит электрический ток.

После установления равновесия (5 мин) произведите измерение ЭДС гальванического элемента.

63

Отметьте наблюдения:

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Вычислите ЭДС собранного гальванического элемента (Етеор )

________________________________________________________________

Сравните теоретическое и экспериментальное значения ЭДС элемента Результаты запишите в табл. 1.

Вывод______________________________________________________

_______________________________________________________________.

Контрольные задания

1. Железный и оловянный электроды погружены соответственно в растворы солей FeCl2 и SnCl2. Какие реакции протекают у катода и анода? Составить схему гальванического элемента и рассчитать его ЭДС.

E (Fe 2 /Fe 0) = –0,44 В, E (Sn 2 /Sn 0) = –0,14 В.

64

2. Составить схему гальванического элемента из медного и серебряного электродов, погруженных соответственно в 0,1 М растворы Cu(NO3)2 и AgNO3. Запишите уравнения электрохимических процессов, протекающих на аноде и катоде. Вычислите теоретическое значение ЭДС этого гальванического элемента. E (Cu 2 /Cu 0) = +0,34 В, E (Ag 1 /Ag 0) = +0,8 В.

3. Укажите, изменится ли потенциал цинкового электрода, находящегося в 0,1 М растворе ZnSO4 при разбавлении его в 10 раз. Ответ подтвердите соответствующими расчетами. E (Zn 2 /Zn 0) = –0,76 В.

4. Укажите, какой из свинцовых электродов будет катодом, а какой анодом в гальваническом элементе, состоящем из дух свинцовых электродов, погруженных в 0,1 М и 0,001 М растворах PbCI2 соответственно.

E (Pb 2 /Pb 0) = –0,13 В.

65

5. Марганцевый электрод в растворе его соли имеет потенциал –1,23 В. Вычислите концентрацию (моль/л) ионов марганца (II). E (Mn 2 /Mn 0) = –1,18 В.

66

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 9 ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ

Цель: ознакомиться с устройством электролизѐра, последовательностью электродных процессов на катоде и аноде, выходом по току, электролизом с нерастворимыми и растворимыми анодами.

Во всех опытах электролизѐр заполняют на 1/2 его объема. Электролизер и электроды перед каждым опытом промывают водопроводной, а затем дистиллированной водой.

1.Электролиз раствора иодида калия

1.Электролиз – это __________________________________________

________________________________________________________________

_______________________________________________________________.

2.Катод – это электрод ______________________________________

_______________________________________________________________.

3.Анод – это электрод _______________________________________

_______________________________________________________________.

4.Электродами могут быть:

а)__________________________________________________________,

б)__________________________________________________________.

5.Нерастворимые электроды – это _____________________________

_______________________________________________________________.

6.В зависимости от ионов, присутствующих в растворе, написать конкурирующие процессы:

а) на катоде:

а1)_________________________________________________________, а2)_________________________________________________________, а3)_________________________________________________________;

б) на аноде:

б1)_________________________________________________________, б2)_________________________________________________________, б3)_________________________________________________________.

67

7.Напишите уравнение диссоциации иодида калия:

_______________________________________________________________.

8.Какой процесс будет протекать на катоде при электролизе водного раствора иодида калия и почему? ___________________________________

________________________________________________________________

9.Какой процесс будет протекать на аноде при электролизе водного раствора иодида калия и почему? ___________________________________

________________________________________________________________

10.Запишите суммарное уравнение электролиза водного раствора иодида калия ____________________________________________________

_______________________________________________________________.

Гипотеза: __________________________________________________

________________________________________________________________

Методика выполнения:

Электролиз водного раствора иодида калия можно провести в электролизере (рис. 1).

Рис. 1. Схема лабораторного электролизера:

1 – источник постоянного тока; 2 – графитовые электроды; 3 - электролит

В стеклянный сосуд электролизера налейте до метки раствор иодида калия и добавьте по 5–6 капель фенолфталеина и крахмала. Опустите в электролизер графитовые электроды, присоединѐнные к источнику посто-

68

янного тока. Включите выпрямитель в сеть. Через некоторое время отметьте изменение цвета раствора в прикатодном и прианодном пространстве электролизера. По окончании опыта анод промойте сначала раствором тиосульфата натрия, а затем дистиллированной водой.

Отметьте наблюдения:

а) цвет раствора в прикатодном пространстве ____________________, б) цвет раствора в прианодном пространстве ____________________.

Вывод: ____________________________________________________

_______________________________________________________________.

2.Электролиз раствора хлорида олова (II)

1.В какой последовательности выделяются на катоде металлы из смеси солей золота (III) (E0 = 1,5 В), серебра (I) (E0 = 0,8 В) и кобальта (II) (E0 = –0,4 В).

________________________________________________________________

Напишите уравнения соответствующих реакций:

а) _________________________________________________________,

б) _________________________________________________________,

в) _________________________________________________________.

2.Напишите уравнение диссоциации соли хлорида олова (II):

_______________________________________________________________.

3.Какой процесс будет протекать на катоде при электролизе водного раствора хлорида олова (II) и почему? _______________________________

_______________________________________________________________.

4.Какой процесс будет протекать на аноде при электролизе водного раствора хлорида олова (II) и почему? _______________________________

________________________________________________________________

5.Запишите суммарное уравнение электролиза водного раствора хлорида олова (II): _______________________________________________

________________________________________________________________

Гипотеза: _________________________________________________

________________________________________________________________

69

Методика выполнения:

В стеклянный сосуд электролизера налейте до метки раствор хлорида олова (II). Опустите в электролизер графитовые электроды, присоединѐнные к источнику постоянного тока. Включите выпрямитель в сеть. Через 4–5 мин после пропускания электрического тока выньте анод из электролизера, прибавьте в прианодное пространство по 3–4 капли растворов иодида калия и крахмала.

Отметьте наблюдения

а) что произошло в прикатодном пространстве ___________________, б) цвет раствора в прианодном пространстве _____________________, в) что произошло при добавлении крахмала ______________________.

Вывод _____________________________________________________

________________________________________________________________

3.Электролиз раствора сульфата натрия

1.В какой последовательности будут выделяться металлы в свободном виде из смеси расплава солей меди (II) (E0 = 0,34 В), алюминия (E0 = –1,7 В), свинца (II) (E0 = –0,13 В), магния (E0 = –2,4 В) и натрия (E0 = –2,7 В); напишите уравнения соответствующих реакции:

а)__________________________________________________________, б)__________________________________________________________, в)__________________________________________________________, г)__________________________________________________________, д)__________________________________________________________.

2.Напишите уравнение диссоциации сульфата натрия: ____________

_______________________________________________________________.

3.Какой процесс будет протекать на катоде при электролизе водного раствора сульфата натрия и почему? ________________________________

_______________________________________________________________.

4.Какой процесс будет протекать на аноде при электролизе водного раствора сульфата натрия и почему? ________________________________

_______________________________________________________________.

70