ТОП 10:

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.

УРОВЕНЬ В

 

1. а) Алюминиевый электрод погружен в 5∙10-4 М раствор сульфата алюминия. Вычислить значение электродного потенциала алюминия.

Дано: Металл – Al = 5∙10-4 моль/л Решение   Электродный потенциал алюминия рассчитываем по уравнению Нернста:   = +
–?

 

По табл. 11.1 определяем стандартный электродный потенциал алюминия:

 

= –1,67 В.

 

Записываем уравнение электродного процесса, протекающего на поверхности алюминиевого электрода в растворе соли:

 

Al – 3ē = Al3+.

 

n – число электронов, участвующих в электродном процессе.

Для данной реакции n равно заряду иона алюминия Al3+(n = 3). Рассчитываем концентрацию ионов алюминия в растворе Al2(SO4)3:

 

= ∙ α ∙ .

 

Разбавленный раствор Al2(SO4)3 – сильный электролит.

Следовательно, α = 1. По уравнению диссоциации Al2(SO4)3.

 

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO

 

число ионов Al3+, образующихся при диссоциации одной молекулы Al2(SO4)3, равно 2.

Следовательно, = 2.

Тогда = 5∙10-4∙1∙2 = моль/л.

Рассчитываем электродный потенциал алюминиевого электрода:

= -1,67 + = –1,73 В.

 

Ответ: = –1,73 В.

б) Потенциал цинкового электрода, погруженного в раствор своей соли, равен –0,75 В. Вычислить концентрацию ионов цинка в растворе.

Дано: Металл – Zn = –0,75 В Решение Электродный потенциал цинка рассчитываем по уравнению Нернста:   = + .
– ?

Откуда:

 

=

 

По табл. 11.1 определяем стандартный электродный потенциал цинка:

= 0,76 В, n – равно заряду иона цинка Zn2+ (n = 2).

Тогда

 

= = 0,338.

 

= 100,339 моль/л = 2,18 моль/л

Ответ: = 2,18 моль/л.

 

Составить две схемы гальванических элементов (ГЭ), в одной из которых олово служило бы анодом, в другой – катодом. Для одной из них написать уравнения электродных процессов и суммарной токообразующей реакции. Вычислить значение стандартного напряжения ГЭ.

Решение

 

В гальваническом элементе анодом является более активный металл с меньшим алгебраическим значением электродного потенциала, катодом – менее активный металл с большим алгебраическим значением электродного потенциала.

По табл. 11.1 находим = –0,14 В.

а) Олово является анодом ГЭ.

В качестве катода можно выбрать любой металл с > .

Выбираем медь = + 0,34 В. В паре Sn–Cu олово будет являться анодом ГЭ, медь – катодом. Составляем схему ГЭ:

 

А(-) Sn │ Sn2+ ││ Cu2+ │ Cu(+)K

или

А(-) Sn │ SnSO4 ││ CuSO4 │ Cu(+)K.

 

Уравнения электродных процессов:

НОК ДМ

На A(-) Sn – 2ē = Sn2+ 1 – окисление

На К(+) Cu2+ + 2ē = Cu 1 – восстановление

 
 


Sn + Cu2+ = Sn2+ + Cu – суммарное ионно-молекулярное уравнение токообразующей реакции;

Sn + CuSO4 = SnSO4 + Cu – суммарное молекулярное уравнение токообразующей реакции.

Рассчитываем стандартное напряжение ГЭ:

 

= = +0,34 – (–0,14) = 0,48 В.

 

б) Олово является катодом ГЭ.

В качестве анода ГЭ можно выбрать любой металл с < , кроме щелочных и щелочноземельных металлов, так как они реагируют с водой.

Выбираем магний = –2,37 В.

В паре Mg–Sn магний является анодом, олово – катодом.

Составляем схему ГЭ:

 

А(-) Mg │ Mg2+ ││ Sn2+ │ Sn(+)K

или

А(-) Mg │ MgSO4 ││ SnSO4 │ Sn(+)K.

 

3. Составить схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при контакте железа с цинком:

а) в атмосферных условиях (Н2О + О2);

б) кислой среде (Н2SO4);

в) кислой среде в присутствии кислорода (HCl + O2).







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-21; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 100.24.125.162 (0.008 с.)