Электрохимические процессы и системы
Уравнение Нернста: , где jMe – электродный
потенциал металла; j°Me – стандартный электродный потенциал металла;
R – универсальная газовая постоянная; T – абсолютная температура; n – число электронов, участвующих в реакции; F = 96 485 Кл/моль – постоянная Фарадея; [Men+] – молярная концентрация ионов металла.
Объединенный закон Фарадея: , где m – масса полученного в результате электролиза вещества; M – его молярная масса; I – сила тока; t – время;
n – число электронов, участвующих в реакции; F – постоянная Фарадея.
9.1. Вычислите электродные потенциалы металлов, находящихся в контакте с растворами их солей заданной концентрации, при 25°С:
9.1.1. Cu | CuCl2; [Cu2+] = 0,75 М 9.1.2. Fe | FeSO4; [Fe2+] = 0,01 M 9.1.3. Mn | MnSO4; [Mn2+] = 0,1 М 9.1.4. Au | AuCl3; [Au3+] = 0,1 М 9.1.5. Fe | FeCl3; [Fe3+] = 0,04 М 9.1.11. Zn | Zn(NO3)2; [Zn2+] = 0,05 М 9.1.12. Ni | NiSO4; [Ni2+] = 0,3 М 9.1.13. Mg | MgCl2; [Mg2+] = 0,8 M 9.1.14. Al | AlCl3; [Al3+] = 0,06 M 9.1.15. Cr | Cr2(SO4)3; [Cr3+] = 5×10–3 М | 9.1.6. Ag | AgNO3; [Ag+] = 6×10–4 М 9.1.7. Fe | FeSO4; [Fe2+] = 0,7 М 9.1.8. Cu | CuSO4; [Cu2+] = 0,03 М 9.1.9. Pb | Pb(NO3)2; [Pb2+] = 0,5 M 9.1.10. Ag | AgNO3; [Ag+] = 1,5 М 9.1.16. Cd | CdSO4, [Cd2+] = 6·10–3 М 9.1.17. Mg | MgSO4, [Mg2+] = 0,04 М 9.1.18. Sn | Sn(NO3)2; [Sn2+] = 2,5 М 9.1.19. Co | CoSO4; [Co2+] = 0,7 М 9.1.20. Pd | PdSO4, [Pd2+] = 0,06 М |
9.2. Напишите уравнения электродных реакций на катоде и аноде и
вычислите ЭДС гальванических элементов при 25°С, для которых указаны концентрации ионов металла в растворах:
9.2.1. Sn | SnCl2 || AgNO3 | Ag [Sn2+] = [Ag+] = 0,05 M 9.2.2. Al | Al2(SO4)3 || CuSO4 | Cu [Al3+] = [Cu2+] = 0,1 M 9.2.3. Ni | NiSO4 || PdSO4 | Pd [Ni2+] = 0,4 M; [Pd2+] = 0,01 M 9.2.4. Zn | ZnCl2 || AgNO3 | Ag [Zn2+] = [Ag+] = 0,01 M 9.2.5. Zn | ZnCl2 || CdCl2 | Cd [Zn2+]= 0,01 M; [Cd2+]= 0,04 M 9.2.6. Sn | SnCl2 || Pb(NO3)2 | Pb [Sn2+] = 0,001 M; [Pb2+]= 0,1 M 9.2.7. Zn | ZnSO4 || Cr(NO3)3 | Cr [Zn2+] = 0,1 M; [Cr3+]= 0,005 M 9.2.8. Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu [Zn2+] = 0,1 M; [Cu2+] = 0,01 M 9.2.9. Cd | Cd(NO3)2 || Hg(NO3)2 | Hg [Cd2+] = [Hg2+] = 0,1 M 9.2.10. Mg | MgCl2 || FeCl2 | Fe [Mg2+] = [Fe2+] = 0,07 M | 9.2.11. Mg | Mg(NO3)2 || Pb(NO3)2 | Pb [Mg2+] = [Pb2+] = 0,5 M 9.2.12. Co | CoSO4 || NiSO4 | Ni [Co2+] = 0,1 M; [Ni2+]=0,005 M 9.2.13. Pb | Pb(NO3)2 || Cu(NO3)2 | Cu [Pb2+] = 0,5 M; [Cu2+] = 0,03 M 9.2.14. Al | Al(NO3)3 || AgNO3 | Ag [Al3+] = 2 M; [Ag+] = 0,001 M 9.2.15. Cd | CdCl2 || FeCl2 | Fe [Cd2+]=0,0001 M; [Fe2+]=0,1 M 9.2.16. Fe | FeSO4 || CuSO4 | Cu [Fe2+] = [Cu2+] = 0,5 M 9.2.17. Cu | Cu(NO3)2 || AgNO3 | Ag [Cu2+] = 0,1 M; [Ag+] = 0,05 M 9.2.18. Ni | NiCl2 || HCl | H2(Pt) [Ni2+] = [H+] = 0,3 M 9.2.19. Fe | FeCl2 || SnCl2 | Sn [Fe2+] = 0,1 M; [Sn2+] = 0,3 M 9.2.20. Cd | Cd(NO3)2 || AgNO3 | Ag [Cd2+]=0,5 M; [Ag+] = 0,02 M |
9.3. Каковы катодные и анодные процессы (угольный анод) при электролизе водного раствора, содержащего смесь солей:
|
|
9.3.1.FeCl2, Ni(NO3)2 9.3.2.CaBr2, NaBr 9.3.3.SnCl2, Co(NO3)2 9.3.4.MgSO4, ZnSO4 9.3.5.AgNO3, Sn(NO3)2 9.3.6.MgCl2, SnCl2 9.3.7.CuSO4, MgSO4 | 9.3.8.ZnCl2, MgCl2 9.3.9.MgCl2, CuSO4 9.3.10. CdCl2, Fe(NO3)2 9.3.11. NiCl2, MnSO4 9.3.12. MnCl2, Ni(NO3)2 9.3.13. MgCl2, Al2(SO4)3 9.3.14. NiSO4, MgCl2 | 9.3.15. AgNO3, Ni(NO3)2 9.3.16. CoCl2, Zn(NO3)2 9.3.17. ZnCl2, Cd(NO3)2 9.3.18. MgCl2, CuCl2 9.3.19. CuI, NaNO3 9.3.20. CaF2, MnF2 |
9.4. Напишите уравнения электродных процессов на катоде и аноде,
происходящих при электролизе раствора (или расплава) и вычислите массу вещества, выделившегося на катоде (обратите внимание на выход по току):
9.4.1. Через водный раствор Cr(NO3)3 пропускали в течение 10 мин. ток силой 15 А (анод хромовый, выход металла по току – 30%)
|
|
9.4.2. Через водный раствор AgNO3 пропускали в течение 15 мин. ток силой 8 А (анод серебряный)
9.4.3. Через водный раствор CuSO4 пропускали в течение 40 мин. ток силой 1,8 А (анод графитовый)
9.4.4. Через водный раствор FeSO4 пропускали в течение 1 ч. ток силой 3 А
(анод графитовый, выход металла по току – 50%)
9.4.5. Через расплав MgCl2 пропускали в течение 30 мин. ток силой 10 А
(электроды графитовые)
9.4.6. Через расплав NaOH пропускали в течение 25 мин. ток силой 3 А
(анод графитовый)
9.4.7. Через водный раствор NaOH пропускали в течение 2 ч. ток силой 2 А
(электроды стальные)
9.4.8. Через водный раствор CuSO4 пропускали в течение 5 мин. ток силой 2 А
(анод медный)
9.4.9. Через расплав AlCl3 пропускали в течение 1 ч. ток силой 100 А (электроды графитовые)
9.4.10. Через водный раствор NiSO4 пропускали в течение 30 мин. ток силой 2,5 А (анод никелевый, выход металла по току – 60%)
9.4.11. Через водный раствор AgNO3 пропускали в течение 10 мин. ток силой 5 А (анод серебряный)
9.4.12. Через водный раствор Na2SO4 пропускали в течение 20 мин. ток силой 6 А (электроды стальные)
9.4.13. Через водный раствор CdSO4 пропускали в течение 20 мин. ток силой 2,5 А (анод кадмиевый, выход металла по току – 45%)
|
|
9.4.14. Через расплав CaCl2 пропускали в течение 30 мин. ток силой 10 А
(электроды графитовые)
9.4.15. Через расплав MgCl2 пропускали в течение 30 мин. ток силой 3 А
(анод графитовый)
9.4.16. Через водный раствор KNO3 пропускали в течение 25 мин. ток силой 3,5 А
(анод графитовый)
9.4.17. Через водный раствор CaI2 пропускали в течение 1 ч. ток силой 0,5 А
(электроды графитовые)
9.4.18. Через расплав LiCl пропускали в течение 30 мин. ток силой 2 А (электроды графитовые)
9.4.19. Через водный раствор SnCl2 пропускали в течение 50 мин. ток силой 1,8 А (анод оловянный, выход металла по току – 80%)
9.4.20. Через водный раствор LiOH пропускали в течение 45 мин. ток силой 0,8 А (электроды стальные)
9.5. Напишите уравнения, отражающие анодный и катодный процессы
при электрохимической коррозии в указанных ниже системах:
9.5.1. Оцинкованное железо в щелочной среде при нарушении целостности
покрытия
9.5.2. Сплав хром-никель в кислой среде
9.5.3. Хромированное железо в морской воде при нарушении целостности покрытия
9.5.4. Луженое железо в воде при нарушении целостности покрытия
9.5.5. Луженая медь в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия
9.5.6. Луженое железо в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия
|
|
9.5.7. Сплав марганец-никель в кислой среде
9.5.8. Никелированное железо в морской воде при нарушении целостности
покрытия
9.5.9. Кадмированное железо в кислой среде при нарушении целостности покрытия
9.5.10. Латунь (сплав меди с цинком) в кислой среде
9.5.11. Железо, контактирующее с оловом в кислой среде
9.5.12. Железо, контактирующее с магнием в щелочной среде
9.5.13. Интерметаллический сплав Mg2Sn в кислой среде;
9.5.14. Алюминиевое изделие с медными заклепками во влажной атмосфере;
9.5.15. Стальной корпус корабля с магниевым протектором в морской воде;
9.5.16. Никелированное железо в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия
9.5.17. Оцинкованное железо в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия
9.5.18. Стальная нефтяная вышка с магниевым протектором в морской воде
9.5.19. Сталь, легированная хромом, в морской воде
9.5.20. Хромированное железо в кислой среде при нарушении целостности покрытия
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 670; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!