- •Электрохимические процессы в промышленности Контрольные задания для студентов очной и заочной формы обучения Электроэнергетический факультет
- •На аноде происходит процесс окисления, а на катоде восстановления.
- •Определение и классификация
- •Количественная характеристика электролиза выражается двумя законами Фарадея
- •Контрольные задания для выполнения контрольной работы студентам заочной формы обучения
- •* При выполнении заданий контрольной работы воспользуйтесь данными таблицы 6 (Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы при 25 0с).
- •Библиограф т.Ф. Чудновская
Контрольные задания для выполнения контрольной работы студентам заочной формы обучения
1. Подберите коэффициенты в схеме окислительно-восстановительной реакции, составьте схему электронного баланса, определите, что является – окислителем, что – восстановителем, определите тип окислительно-восстановительной реакции: (таблица 1)
2. Для данной гальванической пары элементов: (таблица 2)
- определите анод и катод;
- напишите уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде в работающем гальваническом элементе. Запишите уравнение токообразующей реакции;
- рассчитайте э.д.с. гальванического элемента.
- в каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе этого гальванического элемента.
3. Для водного раствора данного электролита: (таблица 3)
-напишите уравнения процессов, которые идут на электродах при электролизе;
- рассчитайте, сколько и каких веществ выделится на катоде и аноде, если электролиз вести при силе тока, равной I = …. A, в течение t часов и выходу по току Вт;
- определите, как изменится анодный процесс, если анод заменить на другой, указанный в таблице
4. Для пары металлов: (таблица 4)
- определите, возможна ли коррозия при контакте с воздухом;
- напишите уравнения анодного и катодного процессов, разобрав примеры водородной и кислородной деполяризации при заданном значении рН среды;
- предложите для коррозируемого металла анодное и катодное покрытие.
5. Установить в каком направлении возможно самопроизвольное протекание реакции: (таблица 5).
* При выполнении заданий контрольной работы воспользуйтесь данными таблицы 6 (Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы при 25 0с).
Таблица 1
Номер варианта |
Схема окислительновосстановительной реакции |
1 |
KMnO4 + KOH → O2 + K2MnO4 + H2O |
2 |
Rb + H2O → RbOH + H2 |
3 |
H2S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O |
4 |
CuI2 → CuI + I2 |
5 |
Au2O3 → Au + O2 |
6 |
HCl + CrO3 → CrCl3 + Cl2 + H2O |
7 |
KNO2 + KСlO3 → KCl + KNO3 |
8 |
Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O |
9 |
HClO3 → ClO2 + HClO4 |
10 |
Ag + HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O |
11 |
HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + H2O |
12 |
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O |
13 |
S + KOH → K2SO3 + K2S + H2O |
14 |
NH3 + O2 → N2 + H2O |
15 |
Cl2 + Br2 + KOH → KCl + KВrO3 + H2O |
16 |
N2H4 → N2 + NH3 |
17 |
CuO + NH3 → Cu + N2 +H2O |
18 |
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2S + H2O |
19 |
NaI + KМnO4 + KOH → I2 + K2MnO4 + NaOH |
20 |
HCl + KМnO4 → MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O |
21 |
MnO2 + O2 + KOH → K2MnO4 + H2O |
22 |
AgNO3 → Ag + NO2 + O2 |
23 |
Ag 2O → Ag + O2 |
24 |
F2 + H2O → HF + O2 |
25 |
Cl2 + H2S + H2O → HCl + H2SO4 |
Таблица 2
Номер варианта |
Гальваническая пара |
1 |
Ag | Ag+(0,1M) ║ Zn2+ (0,001M)| Zn |
2 |
Ni | Ni2+(0,01M) ║ Zn2+ (0,01M) | Zn |
3 |
Ni | Ni2+(103 M) ║ Fe2+(104M) | Fe |
4 |
Zn | Zn2+(103моль/л)║ Cu2+(102моль/л) | Cu |
5 |
Al | Al3+(103моль/л)║ Ag+(102моль/л) | Ag |
6 |
Al | Al3+(102моль/л)║ Ag+(101моль/л) | Ag |
7 |
Cu | Cu2+(104моль/л)║ Cu2+(101моль/л) | Cu |
8 |
Ni | Ni2+(102моль/л)║ Cd2+(105моль/л) | Cd |
9 |
Zn | Zn2+(103моль/л)║ Cu2+(103моль/л) | Cu |
10 |
Cd | Cd2+(103моль/л)║ Sn2+(104моль/л) | Sn |
11 |
Mn | Mn2+( 101 моль/л )║ Zn2+(102 моль/л) | Zn |
12 |
Ni | Ni2+ ( 0,1 моль/л)║ Cd2+ ( 0,001 моль/л) | Cd |
13 |
Zn | Zn2+ ( 0,01 моль/л)║ Ag+ ( 0,1 моль/л) | Ag |
14 |
Cu | Cu2+ ( 0,01 моль/л)║ Pb2+ ( 0,001 моль/л) | Pb |
15 |
Cu | Cu2+ ( 0,01 моль/л)║ Ag+ ( 0,01 моль/л) | Ag |
16 |
Ni | Ni2+ ( 0,01 моль/л)║ Pb2+ ( 0,1 моль/л) | Pb |
17 |
Cd | Cd2+ ( 0,01 моль/л)║ Cu2+ ( 0,01 моль/л) | Cu |
18 |
Pb | Pb2+ ( 0,1 моль/л)║ Cu2+ ( 0,001 моль/л) | Cu |
19 |
Pb | Pb2+ ( 0,1 моль/л)║ Cu2+ ( 0,01 моль/л) | Cu |
20 |
Cu | Cu2+ ( 0,1 моль/л)║ Cu2+ ( 0,001 моль/л) | Cu |
21 |
Al | Al3+ (0,1 моль/л)║ Ag+ (0,0001 моль/л) | Ag |
22 |
Ni | Ni2+ (0,01 моль/л)║ Ni2+ ( 0,0001 моль/л) | Ni |
23 |
Ni | Ni2+ ( 0,01 моль/л)║ Cd2+ ( 0,001 моль/л) | Cd |
24 |
Zn | Zn2+ (0,01 моль/л)║ Cu2+ ( 0,001 моль/л) | Cu |
25 |
Ag | Ag+ (0,01 моль/л)║ Cu2+ ( 0,001 моль/л) | Cu |
Таблица 3
Номер варианта |
Электролит |
Электроды |
Вт |
I, A |
t, ч |
Замена анода |
pH |
1 |
MnCl2 |
медные |
0,9 |
10 |
2,5 |
графит |
9 |
2 |
NiCl2 |
никелевые |
0.75 |
15 |
2 |
графит |
10 |
3 |
CuSO4 |
никелевые |
0.85 |
5 |
2 |
графит |
11 |
4 |
CdCl2 |
кадмиевые |
0.95 |
6 |
1 |
платина |
12 |
5 |
Ni(NO3)2 |
оловянные |
0.90 |
25 |
0,5 |
графит |
6 |
6 |
Сu(NO3)2 |
медные |
0.85 |
25 |
0,5 |
графит |
4 |
7 |
NaNO3 |
платина |
0,85 |
2,5 |
0,5 |
графит |
10 |
8 |
CuCl2 |
графитовые |
0.75 |
1 |
3 |
медные |
5 |
9 |
KNO3 |
графитовые |
0.7 |
4 |
2,5 |
платина |
11 |
10 |
LiNO3 |
графитовые |
0,65 |
20 |
0,5 |
никелевые |
6 |
11 |
ZnSO4 |
цинковые |
0,9 |
6 |
1 |
платина |
9 |
12 |
FeCl3 |
графитовые |
0,85 |
0,6 |
0,5 |
цинк |
5 |
13 |
K2SO4 |
графитовые |
0,9 |
5 |
0,2 |
платина |
10 |
14 |
NaCl |
графитовые |
0,75 |
10 |
3,5 |
никелевые |
4 |
15 |
Cu(NO3)2 |
графитовые |
0,9 |
5 |
0,4 |
медные |
13 |
16 |
AgNO3 |
графитовые |
0,65 |
20 |
4 |
цинковые |
5 |
17 |
CoCl2 |
графитовые |
0,9 |
10 |
2 |
медные |
11 |
18 |
BaCl2 |
графитовые |
0,85 |
15 |
0,5 |
цинковые |
12 |
19 |
NaCl |
графитовые |
0,85 |
15 |
0,5 |
цинковые |
6 |
20 |
NaNO3 |
графитовые |
0,85 |
2 |
0,5 |
цинковые |
8 |
21 |
AgNO3 |
графитовые |
0,85 |
15 |
0,5 |
цинковые |
9 |
22 |
KCl |
графитовые |
0,85 |
10 |
0,5 |
цинковые |
5 |
23 |
CuCl2 |
графитовые |
0,85 |
15 |
0,5 |
цинковые |
4 |
24 |
SnCl2 |
графитовые |
0,9 |
2,5 |
0,5 |
цинковые |
6 |
25 |
CoSO4 |
графитовые |
0,7 |
5 |
5 |
цинковые |
13 |
Таблица 4
-
Номер варианта
Пары металлов
рН
1
PbSn
9
2
SnCu
4
3
FeCo
12
4
CuCo
6
5
FeNi
3
6
SnCd
5
7
CdCu
13
8
ZnAg
12
9
CdPb
4
10
FeCu
6
11
FePb
4
12
SnAg
6
13
ZnNi
4
14
NiSn
12
15
ZnSn
13
16
ZnCd
4
17
FeCu
3
18
SnCu
10
19
PbCu
5
20
CdCu
13
21
SnCd
10
22
ZnCu
11
23
ZnAg
12
24
CuCo
13
25
FeCo
6
Таблица 5
-
Номер варианта
Схема окислительновосстановительной реакции
Концентрации
(в моль/л)
1
2Cl + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cl2
2
2 Hg + 2 Ag+ = 2Ag + Hg22+
[Ag+]=101, [Hg22+]=104
3
2Fe3+ + Hg = 2Fe2+ + Hg2+
[Fe2+]=101, [Fe3+]=103 [Hg2+]=104
4
Hg2+ + 2Fe2+ = Hg + 2Fe3+
[Fe2+]=101, [Fe3+]=103 [Hg2+]=104
5
SnCl4 + 2 KJ = SnCl2 + J2 + 2 KCl
6
2 KBr + PbO2 + 4 HNO3 = Pb(NO3)2 + Br2 + 2KNO3 + 2 H2O
7
Hg2+2 + 2Fe2+ = 2Hg + 2Fe3+
[Fe2+]=101, [Fe3+]=103 [Hg2+2]=104
8
MnO4 + Ag = MnO42 + Ag+
9
SnCl4 + H2S = SnCl2 + S + 2 HCl
10
2 Hg + 2 Ag+ = 2Ag + Hg22+
[Ag+]=103, [Hg22+]=102
11
2Fe3+ + Hg = 2Fe2+ + Hg2+
[Fe2+]=103, [Fe3+]=102 [Hg2+]=102
12
SnCl4 + 2 KJ = SnCl2 + J2 + 2 KCl
[Sn4+]=103, [Sn2+]=101
13
MnO4 + Ag = MnO42 + Ag+
[Ag+]=104
14
Hg2+2 + 2Fe2+ = 2Hg + 2Fe3+
[Fe2+]=103, [Fe3+]=102 [Hg2+2]=101
15
Hg2+ + 2Fe2+ = Hg + 2Fe3+
[Fe2+]=103, [Fe3+]=102 [Hg2+]=102
16
MnO4 + Ag = MnO42 + Ag+
[Ag+]=101
17
SnCl4 + H2S = SnCl2 + S + 2 HCl
[Sn4+]=103, [Sn2+]=101
18
19
SnCl4 + 2 KJ = SnCl2 + J2 + 2 KCl
[Sn4+]=102, [Sn2+]=103
20
Hg2+2 + 2Fe2+ = 2Hg + 2Fe3+
[Fe2+]=104, [Fe3+]=102 [Hg2+2]=103
21
2 Hg + 2 Ag+ = 2Ag + Hg22+
[Ag+]=102, [Hg22+]=105
22
2Fe3+ + Hg = 2Fe2+ + Hg2+
[Fe2+]=104, [Fe3+]=101 [Hg2+]=102
23
Hg2+2 + 2Fe2+ = 2Hg + 2Fe3+
[Fe2+]=101, [Fe3+]=104 [Hg2+2]=101
24
Hg2+ + 2Fe2+ = Hg + 2Fe3+
[Fe2+]=104, [Fe3+]=101 [Hg2+]=102
25
SnCl4 + H2S = SnCl2 + S + 2 HCl
[Sn4+]=102, [Sn2+]=103
Таблица 6. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы при 25 0С
Полуреакции: Окисл. форма Восстановл. форма |
Е0, В |
F2 + 2 e 2F- |
2,87 |
MnO4 + 8H+ + 5 e Mn2+ + 4 H2O |
1,52 |
PbO2 + 4H+ + 2e Pb + 2 H2O |
1,46 |
ClO3- + 6H+ Cl- + 3H2O |
1,45 |
Au3+ + 3e Au |
1,42 |
Cl2 + 2e 2 Cl- |
1,36 |
Cr2O7 + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7 H2O |
1,35 |
2NO3- + 12H+ + 10e N2 + 6 H2O |
1,24 |
Pt2+ + 2e Pt |
1,20 |
Br2 + 2e 2Br- |
1,07 |
NO3- + 4H+ + 3e NO + 2H2O |
0,96 |
NO3- + 10H+ + 8e NH4+ + 3H2O |
0,87 |
Hg2+ + 2e Hg |
0,86 |
Ag+ + e Ag |
0,80 |
NO3- + 2H+ + e NO2 + H2O |
0,78 |
Fe3+ + e Fe2+ |
0,77 |
MnO4- + 2 H2O + 3e MnO2 + 4OH- |
0,57 |
MnO4- + e MnO42- |
0,54 |
I2 + 2e 2I- |
0,54 |
Cu+ + e Cu |
0,52 |
Cu2+ + 2e Cu |
0,34 |
Bi3+ + 3 e Bi |
0,23 |
SO42- + 4H+ + 2e SO2 + 2H2O |
0,20 |
SO42- + 8H+ + 8e S2- + 4 H2O |
0,15 |
2H+ + 2e 2H2 |
0 |
Pb2+ + 2e Pb0 |
-0,13 |
Sn2+ + 2e Sn |
-0,14 |
Ni2+ + 2e Ni |
-0,25 |
Co2+ + 2e Co |
-0,28 |
Cd2+ + 2e Cd |
-0,40 |
Fe2+ + 2e Fe |
-0,44 |
S + 2e S2- |
-0,45 |
Cr3+ + 3e Cr0 |
-0,71 |
Zn2+ + 2e Zn |
-0,76 |
Mn2+ + 2e Mn |
-1,05 |
Al3+ + 3e Al |
-1,67 |
Mg2+ + 2e Mg |
-2,34 |
Na+ + e Na |
-2,71 |
Ca2+ + 2e Ca |
-2,87 |
Sr2+ + 2e Sr |
-2,89 |
Ba2+ + 2e Ba |
-2,90 |
K+ + e K |
-2,92 |
Rb+ + e Rb |
-2,99 |
Li+ + e Li |
-3,02 |
Библиографический список
|
1. Основная |
1 |
Глинка, Н.Л. Общая химия / Н.Л. Глинка; под ред. А.И.Ермакова.Изд.30е,испр.. М. : ИнтегралПресс, 2006 . 727 с. : ил. |
2 |
Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии : учеб. Пособие для нехим. специальностей вузов/ Н.Л. Глинка, под ред. В.А. Рабиновича, Х.М. Рубиной.Изд. стер..М.: ИнтегралПресс, 2006.240 с. |
|
2. Методическая |
1 |
Шпагина, И.Н. Общая химия. Окислительновосстановительные процессы/ И.Н. Шпагина, В.А. Шорин.Вологда: ВоПИ, 1981.53 с. |
|
3. Дополнительная |
1 |
Зайцев, О.С. Задачи и вопросы по химии / О.С. Зайцев. М.: Химия, 1985.304 с., ил. |
2 |
Задачи и упражнения по общей химии / Б.И. Адамсон, О.Н. Гончарук, В.Н. Камышова и др.; под ред. Н.В. Коровина.2е изд., испр.М.: Высш. шк., 2004.255 с., ил. |
3 |
Дамаскин, Б.Б. Основы теоретической электрохимии / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий М.: Высш. шк., 1978. 239 с., ил. |
4 |
Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие для вузов по техн. специальностям / под ред. Н.В. Коровина. Изд.2е, испр.. М.: Высш. шк., 2004. 255 с. |