9. Химические свойства металлов. Гальванический элемент. Коррозия металлов. Электролиз

1. Составьте молекулярные и электронные уравнения возможных реакций взаимодействия металлов с указанными веществами

№	Металл	Неме-талл	H2O	Кислоты					Ще-лочь	Раст-вор соли
				HCl разб	HNO3 разб..	HNO3 конц.	H2SO4 разб.	H2SO4 конц..
1	Литий		+
	Кальций	Cl2				+
	Алюминий		+	+					KOH
	Железо (II)				+		+
	Медь (II)			+		+		+		AgNO3
2	Цезий		+						NaOH
	Магний	S				+				Na2SO4
	Бериллий			+					NaOH
	Никель (II)		+				+
	Серебро (I)				+		+			CuSO4
3	Барий		+						KOH
	Цинк				+				KOH
	Магний		+			+	+
	Железо (II)	Br2						+
	Медь (II)			+		+				AgNO3
4	Калий		+
	Марганец(II)			+	+
	Хром (III)	N2					+		KOH
	Олово (II)			+		+			NaOH
	Свинец (II)						+	+		CuSO4
5	Кальций		+				+
	Цинк			+						CuSO4
	Ртуть (II)			+				+
	Свинец (II)		+		+				KOH
	Алюминий	I2	+			+
№	Металл	Неме-талл	H2O	Кислоты					Ще-лочь	Раст-вор соли
				HCl разб.	HNO3 разб..	HNO3 конц.	H2SO4 разб.	H2SO4 конц..
6	Хром (III)			+		+			KOH
	Магний	S			+			+
	Рубидий		+						NaOH
	Серебро (I)				+			+
	Марганец (II)					+				CuSO4
7	Цезий	Cl2
	Серебро (I)		+		+		+
	Барий		+	+		+
	Железо (II)					+		+		ZnSO4
	Олово (II)					+			NaOH
8	Кальций	N2			+
	Марганец(II)			+			+
	Цинк					+			KOH	CuSO4
	Рубидий	Cl2	+
	Ртуть (II)		+	+				+
9	Магний		+	+		+				ZnSO4
	Серебро (I)				+		+	+
	Натрий		+
	Никель (II)				+			+
	Бериллий	Cl2							NaOH
10	Кальций	H2	+
	Свинец (II)		+		+	+
	Медь (II)			+	+		+
	Железо (II)						+			CuSO4
	Хром (III)							+	KOH
11	Бериллий	S				+				NaOH
	Кобальт (II)			+				+
	Ртуть (II)						+	+
	Литий		+							MgCl2
	Цинк		+	+	+
№	Металл	Неме-талл	H2O	Кислоты					Ще-лочь	Раст-вор соли
				HCl разб	HNO3 разб..	HNO3 конц.	H2SO4 разб.	H2SO4 конц..
12	Ртуть (II)			+	+					ZnCl2
	Цезий		+
	Алюминий	C			+	+			KOH
	Марганец(II)						+	+
	Барий		+						NaOH
13	Бериллий	N2	+
	Олово (II)					+		+	NaOH
	Калий		+
	Никель (II)		+				+			CuSO4
	Медь(П)			+	+	+
14	Свинец (II)		+		+				KOH
	Натрий	H2	+
	Кальций	Br2		+
	Алюминий			+		+		+		MnSO4
	Кобальт (II)						+
15	Медь (II)				+			+
	Литий		+						NaOH
	Железо (II)		+			+
	Магний	Cl2		+				+		ZnSO4
	Цинк						+		NaOH
16	Алюминий			+			+	+
	Хром (III)	S								Na2SO4
	Серебро (I)					+	+	+
	Германий(II)		+						NaOH
	Олово (II)				+					CuSO4
17	Калий	H2	+
	Никель (II)			+					NaOH
	Барий		+			+
	Висмут (III)				+			+		ZnSO4
	Свинец (II)		+				+		NaOH	HgCl2
№	Металл	Неме-талл	H2O	Кислоты					Ще-лочь	Раст-вор соли
				HCl разб	HNO3 разб..	HNO3 конц.	H2SO4 разб.	H2SO4 конц..
18	Бериллий						+		NaOH
	Кадмий			+				+
	Железо (II)	N2						+
	Кобальт (II)		+			+	+			CuSO4
	Ртуть (II)				+					ZnSO4
19	Натрий		+						KOH
	Магний	C					+			ZnCl2
	Кальций				+					KNO3
	Медь (II)		+			+
	Цинк			+				+	KOH
20	Цезий	H2	+
	Никель (II)				+					ZnSO4
	Хром (III)		+						NaOH
	Марганец (II)			+			+		NaOH
	Серебро (I)		+			+		+

Примечание. Значения стандартных электродных потенциалов металлов приведены в приложении 5.

2. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из свинцового и магниевого электродов, опущенных в растворы своих солей с активностью ионов Рb²⁺ и Mg²⁺, равной 0,01 моль/ л.

3. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из железного и свинцового электродов, опущенных в растворы своих солей с активностью ионов Fe²⁺ и Pb²⁺, равной 0,1 моль/л.

4. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из серебряного и кадмиевого электродов, опущенных в растворы своих солей с активностью ионов Аg⁺ 0,1 моль/л и Сd²⁺ 0,001 моль/л.

5. Марганцевый электрод в растворе своей соли имеет потенциал -1,230 В. Вычислите активность ионов Мn²⁺ в растворе. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из данного марганцевого электрода и из железного электрода, опущенного в раствор своей соли с активностью ионов Fe²⁺ 1 моль/л.

6. Цинковый электрод в растворе своей соли имеет потенциал -0,810 В. Вычислите активность ионов Zn²⁺ в растворе. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из данного цинкового электрода и из железного электрода, опущенного в раствор своей соли с активностью ионов Fe²⁺ 0,1 моль/л.

7. Титановый электрод в растворе своей соли имеет потенциал -1,720 В. Вычислите активность ионов Ti²⁺ в растворе. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из данного титанового электрода и марганцевого электрода, опущенного в раствор своей соли с активностью ионов Mn²⁺ 1 моль/л.

8. Хромовый электрод в растворе своей соли имеет потенциал -0,800 В. Электродный потенциал оловянного электрода в растворе своей соли будет на 0,017 В меньше его стандартного электродного потенциала. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из хромового и оловянного электродов, опущенных в растворы своих солей.

9. Магниевый электрод в растворе своей соли имеет потенциал -2,410 В. Электродный потенциал платинового электрода в растворе своей соли будет на 0,020 В меньше его стандартного электродного потенциала. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из магниевого и платинового электродов, опущенных в растворы своих солей.

10. Марганцевый электрод в растворе своей соли имеет потенциал -1,250 В. Электродный потенциал серебряного электрода в растворе своей соли будет на 0,040 В меньше его стандартного электродного потенциала. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из марганцевого и серебряного электродов, опущенных в растворы своих солей.

11. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению Ni+Рb(NO₃)₂=Ni(NO₃)₂+Рb. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если активность ионов Ni²⁺ равна 0,01 моль/л, ионов Рb²⁺ - 0,0001 моль/л.

12. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению Zn+2АgNО₃=Zn(NO₃)₂+2Аg. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если активность ионов Zn²⁺ равна 1 моль/л, ионов Ag⁺- 0,1 моль/л.

13. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению Cd+2AgNO₃=Cd(NO₃)₂+2Ag. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если активность ионов Cd²⁺ равна 0,001 моль/л, ионов Ag⁺ - 0,01 моль/л.

14. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один никелевый электрод находится в растворе с активностью ионов Ni²⁺, равной 0,001 моль/л, а другой такой же электрод - в растворе с активностью ионов Ni²⁺+ 0,01 моль/л.

15. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один серебряный электрод находится в растворе с активностью ионов Ag⁺, равной 0,01 моль/л, а другой такой же электрод - в растворе с активностью ионов Ag⁺ 0,1 моль/л.

16. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один медный электрод находится в растворе с активностью ионов Cu²⁺, равной 0,1 моль/л, а другой такой же электрод - в растворе с активностью ионов Cu²⁺ 0,5 моль/л.

17. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из цинкового и медного электродов, опущенных в растворы своих солей с активностью ионов Zn²⁺ 1 моль/л и ионов Cu²⁺ 2 моль/ л.

18. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из алюминиевого и платинового электродов, опущенных в растворы своих солей с активностью ионов Al³⁺ 0,03 моль/л и ионов Рt²⁺ 0,001 моль/ л.

19. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из магниевого и цинкового электродов, опущенных в растворы своих солей с активностью ионов Мg²⁺ 0,02 моль/л и ионов Zn²⁺ 0,03 моль/ л.

20. Серебряный электрод в растворе своей соли имеет потенциал +0,740 В. Вычислите активность ионов Аg⁺ в растворе. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из данного серебряного электрода и кадмиевого электрода, опущенного в раствор своей соли с активностью ионов Сd²⁺ 1 моль/л.

21. Оловянный электрод в растворе своей соли имеет потенциал -0,160 В. Вычислите активность ионов Sn²⁺ в растворе. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из данного оловянного электрода и медного электрода, опущенного в раствор своей соли с активностью ионов Сu²⁺ 1 моль/л.

22. Алюминиевый электрод в растворе своей соли имеет потенциал –1,700 В. Вычислите активность ионов А1³⁺ в растворе. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из данного алюминиевого электрода и из никелевого электрода, опущенного в раствор своей соли с активностью ионов Ni²⁺ 1 моль/л.

23. Кадмиевый электрод в растворе его соли имеет потенциал -0,350 В. Электродный потенциал медного электрода в растворе своей соли будет на 0,035 В меньше его стандартного электродного потенциала. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из кадмиевого и медного электродов, опущенных в растворы своих солей.

24. Железный электрод в растворе его соли имеет потенциал -0,380 В. Электродный потенциал цинкового электрода в растворе своей соли будет на 0,028 В меньше его стандартного электродного потенциала. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из железного и цинкового электродов, опущенных в растворы своих солей.

25. Кобальтовый электрод в растворе его соли имеет потенциал -0,360 В. Электродный потенциал платинового электрода в растворе своей соли будет на 0,045 В меньше его стандартного электродного потенциала. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из кобальтового и платинового электродов, опущенных в растворы своих солей.

26. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению Мg + FeSO₄ = MgSO₄ + Fе. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если активность ионов Мg²⁺ равна 0,05 моль/л, ионов Fе²⁺ - 0,08 моль/л.

27. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению Мn + СuС1₂ = МnС1₂ + Сu. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если активность ионов Мn²⁺ равна 0,3 моль/л, ионов Сu²⁺ - 0,7 моль/л.

28. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению Fe + Со(NО₃)₂ = Fе(NO₃)₂ + Со. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если активность ионов Fе²⁺ равна 0,2 моль/л, ионов Со²⁺ - 0,3 моль/л.

29. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один цинковый электрод находится в растворе с активностью ионов Zn²⁺, равной 0,001 моль/л, а другой такой же электрод - в растворе с активностью ионов Zn²⁺ - 0,1 моль/л.

30. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один кобальтовый электрод находится в растворе с активностью ионов Со²⁺, равной 0,01 моль/л, а другой такой же электрод - в растворе с активностью ионов Со²⁺ 1 моль/л.

31. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один оловянный электрод находится в растворе с активностью ионов Sn²⁺, равной 0,1 моль/л, а другой такой же электрод - в растворе с активностью ионов Sn²⁺ 0,01 моль/л.

32. Кадмий покрыт медью. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Какой из металлов будет корродировать в кислой среде в случае разрушения покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

33. Цинк покрыт серебром. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Какой из металлов будет корродировать во влажном воздухе в случае разрушения покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

34. Какой из металлов является катодом и какой анодом в паре А1-Ре? Составьте уравнения электродных процессов, протекающих при коррозии в случае кислородной и водородной деполяризации.

35. В раствор соляной кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

36. Почему химически чистое железо является более коррозионно-стойким, чем техническое железо? Как происходит коррозия технического железа во влажном воздухе и в сильнокислой среде? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов корро­зии?

37. Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая - медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее образуется ржавчина? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

38. Определите, какой металл является анодом, а какой - катодом в паре Al-Ni. Что происходит на пластинках при атмосферной коррозии и коррозии в кислой среде? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

39. Определите, какой металл является анодом, а какой - катодом в паре Fe-Ag. Что происходит на пластинках при коррозии в кислой среде и во влажном воздухе? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

40. В раствор электролита, содержащего растворенный кислород, опустили магниевую пластинку и магниевую пластинку, частично покрытую никелем. В каком случае процесс коррозии магния происходит интенсивнее? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

41. Как происходит коррозия железного изделия, покрытого титаном, находящегося во влажном грунте, содержащем растворенный кислород? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

42. Железное изделие покрыто кадмием. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Что происходит при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе и в кислой среде? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

43. В чем заключается сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты никеля в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

44. Как происходит атмосферная коррозия пар Cd-Sn и Sn-Cu при нарушении целостности покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

45. Что происходит при коррозии пары металлов Al-Cu в кислой среде и в электролите, содержащем растворенный кислород? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

46. Две цинковые пластинки, частично покрытые одна никелем, другая - серебром, находятся во влажном воздухе. На какой из пластинок коррозия протекает интенсивнее? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

47. В раствор электролита, содержащий растворенный кислород, опустили алюминиевую пластинку и алюминиевую пластинку, частично покрытую свинцом. В каком случае процесс коррозии алюминия происходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

48. Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Что происходит при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе и в кислой среде? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

49. В раствор электролита, содержащий растворенный кислород, опустили алюминиевую пластинку и алюминиевую пластинку, частично покрытую железом. В каком случае процесс коррозии алюминия происходит интенсивнее? Дайте этому объяснение. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

50. Если на стальной предмет нанести каплю воды, то вследствие неравномерной аэрации коррозии подвергается средняя, а не внешняя часть смоченного металла. После высыхания капли в ее центре появляется пятно ржавчины. Чем это можно объяснить? Какой участок металла, находящийся под каплей воды, является анодным и какой - катодным? Составьте электронные уравнения соответствующих процессов.

51. В раствор электролита, содержащий растворенный кислород, опустили железную пластинку и железную пластинку, частично покрытую алюминием. В каком случае процесс коррозии железа происходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

52. Олово покрыто серебром. Какой из металлов будет окисляться во влажном воздухе. Составьте схему образующегося коррозионного гальванического элемента. Напишите электронные уравнения катодного и анодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

53. В раствор соляной кислоты опустили пластинку из кобальта и кобальтовую пластинку, частично покрытую хромом. В каком случае процесс коррозии кобальта происходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

54. Никелевое изделие покрыто серебром. Какое это покрытие -анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в кислой среде. Какие продукты коррозии образуются в первом и втором случае?

55. Две магниевые пластинки, частично покрытые одна железом, а другая - никелем, находятся во влажном воздухе. В каком случае коррозия протекает интенсивнее? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

56. Как происходит коррозия никелированного и хромированного железа во влажном воздухе и в кислой среде? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

57. В чем заключается сходство и различие между анодным покрытием и методом протекторов? Приведите пример протекторной защиты хрома в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

58. Как происходит коррозия во влажном воздухе пары Sn-Bi? Составьте схему образующегося гальванического элемента, напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

59. Цинк покрыт кадмием. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Какой из металлов будет корродировать в кислой среде в случае разрушения покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

60. Платина покрыта магнием. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Какой из металлов будет корродировать во влажном воздухе в случае разрушения покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

61. Олово покрыто титаном. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Какой из металлов будет корродировать во влажном воздухе в случае разрушения покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

62. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, при электролизе водных растворов электролитов с нерастворимым анодом.

Напишите уравнения электролиза в молекулярном виде:

1. KBr; Cr(NO3)3	16. NaNO3; FeBr2
2. SnCl2; Cs2SO4	17. Fe(NO3)3; CsCl
3. Al(NO)3; CoBr2	18. BaI2; CoSO4
4. FeSO4; AlCl3	19. K2SO4; CuBr2
5.MgCl2;Cr2(SO4)3	20. NiBr2; K2CO3
6. Hg(NO3)2 ; FeJ2	21. Zn(NO3)2; MgI2
7.ZnI2; Mg(NO3)2	22. CuCl2; Ba(NO3)2
8. Al2(SO4)3; MnI2	23. BeSO4; SnBr2
9. BaBr2; Fe2(SO4)3	24. CoI2; Na2CO3
10. K2CO3; NiI2	25. Ni(NO3)2; KI
11. CaCl2; Fe(NO3)2	26. KNO3; HgCl2
12. BeI2; SnSO4	27. LiCl; Co(NO3)2
13. MnCl2;Cs2CO3	28. ZnBr2; MgSO4
14. Bi(NO)3; BaCl2	29. Ca(NO3)2; NiCl2
15. CaI2; Mn(NO3)2	30.MgBr2; Cu(NO3)2