10. Гальванические элементы. Коррозия металлов. Уровень а

1. Железная деталь находится в кислой коррозионной среде. Определить, какими из металлов возможно осуществить анодную защиту детали: а) Ti ; б) Ni ; в) Cu; г) Zn.

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов.

Ответ: по табл. 11.1 определяем стандартные электродные потенциалы титана, никеля, меди, цинка и железа (II):

= –1,63 В; = -0,25 В; = +0,34 В;

= –0,76В; = –0,44 В.

Так как анодную защиту железной детали можно осуществить металлами с < , то искомыми металлами являются а) Ti ; г) Zn.

2. Написать уравнение Нернста для определения электродного потенциала металлического и водородного электродов. Указать единицы измерения.

Ответ: , В;

.

3. Из приведенного ряда металлов выбрать те, которые могут служить катодом при стандартных условиях в гальванических элементах, анод у которых цинковый: а) Mn; б) Bi; в) Al; г) Sn.

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов.

Ответ: по табл. 11.1 определяем стандартные электродные потенциалы марганца, висмута, алюминия, олова и цинка:

= –1,05 В; = + 0,23 В; = –1,67 В; = = –0,14 В; = –0,76 В.

Так как катодом при стандартных условиях в гальванических элементах, анод у которых цинковый, могут служить металлы с > , то искомыми металлами являются б) Bi; г) Sn.

11. Электролиз растворов уровень а

1. В какой последовательности при стандартных условиях из раствора будут восстанавливаться Fе²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ag⁺ с одинаковой концентрацией, если напряжение внешнего источника тока достаточно для выделения любого металла?

Ответ: последовательность восстановления ионов металлов из раствора будет определяться величиной их стандартного электродного потенциала ( ). Ионы металлов будут восстанавливаться в порядке уменьшения величины их стандартного электродного потенциала (см. табл. 11.1).

Металл	Ag	Cu	Fe	Zn
В	+ 0,8	+ 0,34	– 0,44	– 0,76

2. Написать последовательность процессов, протекающих на инертном аноде при электролизе раствора, содержащего следующие вещества: NaCl, Na₂SO₄, NaOH.

Ответ: последовательность окисления анионов на инертном аноде определена в табл. 11.2. Поэтому последовательность процессов на аноде будет следующая:

1. 2Cl^- – 2ē = Cl₂;

2. 4ОН^- – 4ē = О₂ + 2Н₂О.

3. анион SO будет концентрироваться в анолите. На аноде будет протекать процесс

2H₂O – 4е = О₂ + 4H⁺.

3. Написать уравнение объединенного закона Фарадея для определения массы (объема) вещества, выделяющегося на электродах при электролизе.

Ответ: m_в = ,

= .

12. Получение и химические свойства металлов уровень а

1. В приведенном ряду (Cd, Zn, Ni, Ca) расставить металлы в порядке увеличения их восстановительной способности в водном растворе.

Ответ: восстановительная способность металла тем выше, чем меньше величина его стандартного электродного потенциала (см. табл. 11.1). Поэтому восстановительная способность металлов будет возрастать в ряду

Металл	Ni	Cd	Zn	Ca
В	- 0,26	- 0,40	- 0,76	- 2,87