Задачи 92−103. Рассчитайте при стандартной температуре потенциал электрода, у которого электронопроводящая фаза из металла М погружена в насыщенный водный раствор его малорастворимого соединения МАn с известным значением ПР.
| № | М | МАn | ПР(МАn) | № | М | МАn | ПР(МАn) |
| Ni | Ni(OH)2 | 1,6·10−16 | Co | Co(OH)2 | 1,6·10−15 | ||
| Zn | Zn(OH)2 | 1,4·10−17 | Pb | PbSO4 | 1,6·10−8 | ||
| Cu | CuCO3 | 2,5·10−10 | Cd | Cd(CN)2 | 1,1·10−8 | ||
| Sn | Sn(OH)2 | 6,3·10−27 | Cu | Cu(OH)2 | 8,3·10−20 | ||
| Fe | Fe(OH)3 | 6,3·10−38 | Ag | Ag2SO4 | 1,6·10−5 | ||
| Pb | PbCl2 | 1,6·10−5 | Cr | Cr(OH)3 | 6,3·10−31 |
Задачи 104−113. По приведенным данным (уравнениям полуреакций восстановления и значениям их стандартных потенциалов) напишите ионно-молекулярную форму уравнения токообразующей реакции. Рассчитайте для последней значение стандартное энергии Гиббса D rG 0298 при стандартной температуре.
| № | Полуреакции | φ0Оф/Вф, B |
| MnO2 + 4H+ + 2ē D Mn2+ + 2H2O MnO4¯ + 4H+ + 3ē D MnO2 + 2H2O | + 1,228 + 1,692 | |
| ClO3¯ + 3H2O + 6ē D Cl¯ + 6OH¯ MnO42− + 4H2О + 4ē D Mn2+ + 8OН¯ | + 0,630 + 0,710 | |
| NO2¯ + 5H2О + 6ē D NH3 + 7OН¯ [Al(OH)4]¯ + 3ē D Al + 4OH¯ | + 0,153 − 2,236 | |
| MnO2 + 4H+ + 2ē D Mn2+ + 2H2O NO3¯ + 10H+ + 8ē D NH4+ + 3Н2О | + 1,228 + 0,870 | |
| Cl2 + 2ē → 2Cl¯ 2ClO3¯ + 12H+ + 10ē → Cl2 + 6Н2О | + 1,359 + 1,471 | |
| Cr2O72¯ + 14H+ + 6ē D 2Cr3+ + 7H2O H2O2 + 2H+ + 2ē D 2Н2О | +1,331 + 1,770 | |
| 2ClO¯ + 2H2O + 2ē D Cl2 + 4OH¯ BrO3¯ + 2Н2О + 4ē D BrO¯ + 4OH¯ | + 0,405 + 0,540 | |
| 2NO2¯ + 4H2O + 6ē D N2 + 8OH¯ MnO42¯ + 2H2O + 2ē D MnO2 + 4OH¯ | + 0,411 + 0,579 | |
| NO3¯ + H2O + ē D NО2 + 2OH¯ PbO + H2O + 2ē D Pb↓ + 2OH¯ | − 0,859 − 0,579 | |
| S + 2Н+ + 2е D Н2S SO32- + 6Н+ + 6е D S + 3H2O | + 0,140 + 0,450 |
Задачи 114−123. По приведенной ионно-молекулярной форме уравнения токообразующей реакции, протекающей в гальваническом элементе, напишите уравнения анодного и катодного процессов. Рассчитайте значение стандартной константы равновесия данной токообразующей реакции, если известны значения стандартных потенциалов φ0Оф/Вф (1) и φ0Оф/Вф (2) электродных процессов.
| № | Токообразующая реакция | φ0Оф/Вф (1), B | φ0Оф/Вф (2), B |
| 10Со3+ + Br2 + 6H2O D 10Со2+ + 2BrO3¯ + 12H+ | + 1,950 | + 1,522 | |
| Zn2+ + H2 + 2OH¯ D Zn + 2Н2О | − 0,760 | − 0,831 | |
| PbO2 + 2Cl¯+ 4H+ D Pb2+ + Cl2 + 2Н2О | + 1,360 | +1,461 | |
| 2NO2¯ + 2I¯ + 4H+ D 2NO + I2 + 2H2O | + 1,002 | + 0,540 | |
| 2MnO4¯ + 5H2S + 6H+ D 2Mn2+ + 5S + 8Н2О | + 1,518 | + 0,171 | |
| Cr2O72¯ + 3SO2 + 2H+ D 2Cr3+ + 3SO42− + H2O | + 1,332 | + 0,170 | |
| 3Cl2 + I− + 3H2O D 6Cl− + IO3− + 6H+ | + 1,358 | + 1,090 | |
| 2HNO2 + 2Br− + 2H+ D Br2 + 2NO + 2H2O | + 0,981 | + 1,087 | |
| 2MnO4− + 5HNO2 + H+ D 2Mn2+ + 5NO3− + 3H2O | + 0,940 | + 1,510 | |
| 2IO3− + 5MnO2 + 8OH− D 5MnO42− + I2 + 4H2O | + 0,211 | + 0,580 |
Задачи 124−135. Для приведенного гальванического элемента напишите уравнения анодного и катодного процесса, а также токообразующей реакции. По термодинамическим данным, рассчитайте при стандартной температуре значение его стандартной ЭДС.
| № | Схема гальванического элемента | № | Схема гальванического элемента |
| (−) Zn | Zn2+ || Ag+ | Ag (+) | (−) Fe | Fe2+ || Pb2+ | Pb (+) | ||
| (−) Pt, H2| H+ || Sn2+, Sn4+| Pt (+) | (−) Pt, H2| H+ || Co2+, Co3+| Pt (+) | ||
| (−) Al | Al3+ || Cu2+ | Cu (+) | (−) Cd | Cd2+ || Sn2+ | Sn (+) | ||
| (−) Zn | Zn2+ || Ag+ | Ag (+) | (−) Mg | Mg2+ || Fe2+ | Fe (+) | ||
| (−) Pt, H2| H+ || Fe2+, Fe3+| Pt (+) | (−) Mn | Mn2+ || Ag+ | Ag (+) | ||
| (−) Ni | NI2+ || Cu2+ | Cu (+) | (−) Pt, H2| H+ || Cr2+, Cr3+| Pt (+) |
Задачи 136−145. Гальванический элемент состоит из двух стандартных электродов 1 и 2. Изобразите схему гальванического элемента. Напишите уравнения его электродных процессов, а также уравнение токообразующей реакции. По значениям стандартных электродных потенциалов рассчитайте стандартную энергию Гиббса Δ rG 0298 его токообразующей реакции.
| № | Электрод | № | Электрод | ||
| 1 | 2 | 1 | 2 | ||
| Cu2+ | Cu | Fe2+ | Fe | Ni2+ | Ni | Au3+ | Au | ||
| Zn2+ | Zn | Pb2+ | Pb | Mg2+ | Mg | Cu2+ | Cu | ||
| Ag+ | Ag | Cd2+ | Cd | Fe2+ | Fe | Zn2+ | Zn | ||
| Mn2+ | Mn | Cu2+ | Cu | Sn2+ | Sn | Ag+ | Ag | ||
| Co2+ | Co | Sn2+ | Sn | Ni2+ | Ni | Pb2+ | Pb |
Задачи 146−155. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции электролиза водного раствора указанного вещества. Какие вещества и в каком количестве (г или л при н.у.) выделятся на электродах за время τ при силе тока I и равными катодным и анодным коэффициентами выхода по току β.
| № | Вещество | τ, ч | I, A | β, % | № | Вещество | τ, ч | I, A | β, % |
| CuSO4 | 2,1 | AlCl3 | 4,2 | ||||||
| NaCl | 0,8 | AgNO3 | 8,5 | ||||||
| Pb(NO3)2 | 3,6 | MgBr2 | 1,6 | ||||||
| KOH | 1,8 | HgCl2 | 2,5 | ||||||
| SnSO4 | 6,3 | K2S | 3,7 |
Задачи 156−165. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции электролиза водного раствора указанного вещества. Сколько времени потребуется для того, чтобы при силе тока I и равными анодным и катодным коэффициентами выхода по току β выделился указанный при н.у. объем газа?
| № | Вещество | I, A | V, л | β, % | № | Вещество | I, A | V, л | β, % |
| HgCl2 | 2,4 | AgNO3 | 0,8 | ||||||
| Cu(NO3)2 | 1,8 | SnCl2 | 3,4 | ||||||
| KI | 0,6 | PbF2 | 2,8 | ||||||
| SnSO4 | 3,7 | CuSO4 | 1,7 | ||||||
| Na2S | 4,0 | NaBr | 4,2 |
Задачи 166−175. В двух последовательно соединенных электролизерах находятся водные растворы 1 и 2 соответственно. Напишите уравнения происходящих электродных процессов. Рассчитайте при н.у. объем газа, выделившегося во втором электролизере, если в первом на катоде выделилось m г металла.
| № | Раствор 1 | Раствор 2 | Газ | m, г | № | Раствор 1 | Раствор 2 | Газ | m, г |
| AgNO3 | H2SO4 | О2 | 5,6 | NiSO4 | HCl | Н2 | 8,2 | ||
| CuCl2 | K2S | Н2 | 4,8 | Co(NO3)2 | NaOH | О2 | 2,9 | ||
| SnSO4 | NaCl | Сl2 | 1,4 | AuCl3 | KI | Н2 | 7,1 | ||
| Pb(CH3COO)2 | MgCl2 | Сl2 | 3,5 | CuSO4 | AlCl3 | Сl2 | 9,3 | ||
| HgCl2 | Ca(NO3)2 | О2 | 6,7 | AgF | MgSO4 | О2 | 10,4 |
Задачи 176−185. Определите металл, выделяющийся на катоде при электролизе водного раствора его нитрата, если известны масса выделившегося металла m, сила тока I, время протекания процесса τ и катодный коэффициент выхода по току β. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции электролиза.
| № | m, г | I, A | τ, ч | β, % | № | m, г | I, A | τ, ч | β, % |
| 16,1 | 105,0 | ||||||||
| 7,3 | 61,1 | ||||||||
| 67,6 | 63,7 | ||||||||
| 128,2 | 170,5 | ||||||||
| 89,1 | 78,6 |