Контрольные задания для самостоятельной работы по химии
Подождите немного. Документ загружается.
21
Вариант Металл
Концентрация M
n+
,
моль/л
1
серебро 0,1
2
железо 0,01
3
ртуть 0,1
4
олово 0,001
5
кобальт 0,01
6
титан 0,001
7
свинец 0,1
8
висмут 0,1
9
хром 0,01
10
платина 0,001
11
никель 0,01
12
марганец 0,1
II. Составьте схему гальванического элемента, в котором указанный ме-
талл является анодом. Напишите уравнения электродных процессов, рассчи-
тайте э.д.с. гальванического элемента при данной концентрации ионов
металла и изменение величины энергии Гиббса токообразующей реакции:
Вариант Металл Концентрация M
n+
,
моль/л
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
магний
ванадий
никель
медь
железо
кобальт
алюминий
свинец
титан
кадмий
цинк
хром
0,001
0,01
0,1
0,1
0,001
0,01
0,1
0,01
0,001
0,1
0,01
0,001
III. Составьте схему гальванического элемента, в котором протекает ука-
занная реакция:
1) Ca
0
+ Cd
2+
→ Ca
2+
+ Cd
0
; 3) Li
0
+ Ag
+
→ Li
+
+ Ag
0
;
2) Ni
0
+ Hg
2+
→ Ni
2+
+ Hg
0
; 4) Mg
0
+ Cu
2+
→ Mg
2+
+ Cu
0
;
5) Fe
0
+ Ni
2+
→ Fe
2+
+ Ni
0
; 8) Ti
0
+ Pb
2+
→ Ti
2+
+ Pb
0
;
6) Cu
0
+ Hg → Cu
2+
+ Hg
0
; 9) Cd
0
+ Ag
+
→ Cd
2+
+ Ag
0
;
7) Mn
0
+ Zn
2+
→ Zn
0
+ Mn
2+
; 10) Ba
0
+ Co
2+
→ Ba
2+
+ Co
0
22
Определите анод, катод и реакции, запишите уравнения реакций, протекаю-
щие на них, рассчитайте стандартную и теоретическую э.д.с. элемента.
Тема № 10
Электролиз водных растворов солей
Для раствора данного электролита:
1) напишите уравнения процессов, которые идут на электродах при электро-
лизе;
2) рассчитайте, сколько и каких веществ выделится на катоде и аноде, если
электролиз вести при силе тока, равной I = …А, в течении t часов
Вариант Электролит Электроды I, A t, ч
1
2
3
4
5
6
Раствор AgNO
3
Раствор K
2
SO
4
Раствор ZnSO
4
Раствор CuCl
2
Раствор ZnSO
4
Раствор NiSO
4
Серебряные
Графитовые
Графитовые
Графитовые
Цинковые
Никелевые
6,0
10,0
5,0
6,0
10,0
10,0
2,5
5,0
2,0
2,0
1,0
1,5
7
Раствор KI Графитовые 4,0 0,5
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Расплав MgCl
2
Раствор Pb(NO
3
)
2
Раствор NaNO
3
Раствор SnCl
2
Раствор CuSO
4
Раствор Ni(NO
3
)
2
Расплав CaCl
2
Расплав NaBr
Раствор CdSO
4
Раствор NaCl
Расплав КОН
Раствор MgCl
2
Раствор CdSO
4
Раствор NaOH
Графитовые
Графитовые
Графитовые
Графитовые
Медные
Графитовые
Графитовые
Графитовые
Графитовые
Графитовые
Графитовые
Графитовые
Кадмиевые
Графитовые
20,0
15,0
40,0
2,5
10,0
20,0
50,0
15,0
2,0
1,5
1,8
5,0
1,0
35,0
1,0
0,5
3,0
0,5
0,25
5,0
0,75
2,0
5,0
2,5
1,0
2,0
5,0
7,0
23
Тема № 11
Коррозия металлов
Используя зависимость потенциалов водородного (
ЕН
2
/Н
+
) и кислородного
(
ЕО
2
/ОН
−
) электродов от рН при рн
2
= ро
2
= 1 атм, представленную на рисунке,
Зависимость потенциалов водородного и
кислородного электродов от рН среды.
и уравнениями ЕН
2
/Н
+
= - 0,059 рН
ЕО
2
/ОН
−
= 1,23 - 0,059 рН,
выполните задания:
I. Назовите металлы, которые могут корродировать с выделением водоро-
да в водном растворе, имеющем рН:
1) 2,0; 2) 5,0; 3) 7,0; 4) 8,0; 5) 10,0; 6) 11,0.
II. Назовите металлы, которые могут корродировать с поглощением кис-
лорода в водном растворе, имеющем рН:
1) 1,0; 2) 4,0; 3) 7,0; 4) 9,0; 5) 11,0; 6) 13,0.
+ 1,2
+ 0,8
+ 0,4
0
- 0,4
- 0,8
+ 1,2
+ 0,8
+ 0,4
0
- 0,4
- 0,8
0 2 4 6 7 8 10 12 рН
2
1
Потенциал
электрода Е, В
E
HH
+
/
2
E
O
OH
2
/
−
3
24
III. Приведите примеры катодных и анодных покрытий для: 1) железа;
2) кобальта; 3) меди; 4) никеля; 5) кадмия; 6) хрома; 7) цинка; 8) свинца.
Составьте уравнения анодных и катодных процессов во влажном воздухе и
сильнокислой среде.
IV. Для пары металлов, находящихся в контакте друг с другом, определи-
те, какой из металлов будет окисляться в нейтральном и кислом растворах.
Составьте уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продук-
тов коррозии?
Вариант
Пары ме-
таллов
Вариант
Пары ме-
таллов
1
Pb-Sn
12
Sn-Ag
2
Sn-Cu
13
Zn-Ni
3
Fe-Co
14
Mg-Ni
4
Cu-Co
15
Zn-Sn
5
Fe-Ni
16
Fe-Sn
6
Sn-Cd
17
Zn-Cd
7
Cd-Cu
18
Cu-Zn
8
Zn-Ag
19
Fe-Sn
9
Cd-Pb
20
Zn-Cd
10
Fe-Cu
21
Cu-Zn
11
Fe-Pb
22
Ni-Fe
25
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Растворимость солей и оснований в воде
Анионы
Катионы
Li
+
Na
+
K
+
NH
4
+
Cu
2+
Ag
+
Mg
2+
Ca
2+
Sr
2+
Ba
2+
Cl
–
Р Р Р Р Р Н Р Р Р Р
Br
–
Р Р Р Р Р Н Р Р Р Р
I
–
Р Р Р Р – Н Р Р Р Р
NO
3
–
Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
CH
3
COO
–
Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
S
2
–
Р Р Р Р Н Н – Р Р Р
SO
3
2
–
Р Р Р Р Н Н Н Н Н Н
SO
4
2
–
Р Р Р Р Р М Р М Н Н
CO
3
2
–
Р Р Р Р – Н Н Н Н Н
SiO
3
2
–
Р Р Р – – – Н Н Н Н
CrO
4
2
–
Р Р Р Р Н Н Р М М Н
PO
4
3
–
Н Р Р Р Н Н Н Н Н Н
OH
–
Р Р Р Р Н – Н М М Р
Zn
2+
Hg
2+
Al
3+
Sn
2+
Pb
2+
Bi
3+
Cr
3+
Mn
2+
Fe
3+
Fe
2+
Cl
–
Р Р Р Р М – Р Р Р Р
Br
–
Р М Р Р М – Р Р Р Р
I
–
Р Н Р Р Н – Р Н – Р
NO
3
–
Р Р Р – Р Р Р – Р Р
CH
3
COO
–
Р Р Р – Р – – Р – Р
S
2
–
Н Н – Н Н Н – Н Н Н
SO
3
2
–
Н Н – – Н Н – Н – Н
SO
4
2
–
Р – Р Р Н – Р Р Р Р
CO
3
2
–
Н – – – Н Н – Н – Н
SiO
3
2
–
Н – Н – Н – – Н Н Н
CrO
4
2
–
Н Н – – Н Н Р Н – –
PO
4
3
–
Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н
OH
–
Н – Н Н Н Н Н Н Н Н
Примечание: Р – растворимое; М – малорастворимое; Н – практически нераствори-
мое вещество; прочерк означает, что вещество не существует или разлагается водо
й
Константы диссоциации некоторых слабых электролитов в водных
растворах (при 298 К)
5
26
Таблица 2
Константы диссоциации некоторых слабых электролитов
Электролит К
д
Электролит К
д
Азотистая кислота HNO
2
4,6 × 10
–4
Аммония гидроксид
NH
4
OH
1,8 × 10
–5
Алюминиевая кислота HАlO
2
К
1
= 6
×
10
–
13
Вода H
2
O
1,8 × 10
–
16
Борная кислота H
3
BO
3
К
1
= 5,8
×
10
–
10
К
2
= 1,8 × 10
-13
К
3
=1,6 × 10
-14
Алюминия
гидроксид Al(OH)
3
К
3
=1,38 × 10
–9
Бромноватая HBrO
3
2 × 10
-1
Железа (II)
гидроксид Fe(OH)
2
К
2
= 1,3× 10
-4
Бромноватистая кислота HBrO
2,1 × 10
-9
Железа (III) гидроксид
Fe(OH)
3
К
2
= 1,82
×
10
-11
К
3
=1,35 × 10
-12
Кремниевая кислота H
2
SiO
3
К
1
= 2,2
×
10
-10
К
2
= 1,6× 10
-12
Кадмия гидроксид
Cd(OH)
2
К
2
= 5,0× 10
-3
Мышьяковая (орто) кислота
H
3
AsO
4
К
1
= 5,98
×
10
-3
К
2
= 1,05 × 10
-7
К
3
= 3,89 × 10
-12
Кобальта гидроксид
К
2
= 1,3× 10
-4
Муравьиная кислота HCOOH
1,8 × 10
-4
Марганца гидроксид
Mn(OH)
2
*
К
2
= 5 × 10
-4
Селенистая кислота
H
2
SeO
3
К
1
= 3,5
×
10
-3
К
2
= 5 × 10
-9
Меди гидроксид
Cu(OH)
2
К
2
= 4 × 10
-5
Селеноводородная
кислота H
2
Se
К
1
= 1,7
×
10
-4
К
2
= 1 × 10
-11
Никеля гидроксид
Ni(OH)
2
К
2
= 2,5 × 10
-5
Сернистая кислота H
2
SO
3
К
1
= 1,7
×
10
-2
К
2
= 6,3 × 10
-8
Серебра гидроксид
AgOH
1,1 × 10
-4
Сероводородная
кислота H
2
S
К
1
= 1,1 × 10
-7
К
2
= 1,10
-14
Свинца гидроксид
Pb(OH)
2
К
1
= 9,6
×
10
-4
К
2
= 3 × 10
-8
Теллуристая кислота H
2
TeO
3
К
1
= 3
×
10
-3
К
2
= 2 × 10
-8
Скандия гидроксид
Sc(OH)
3
К
3
= 7,6 × 10
-10
Теллуроводородная кислота
H
2
Te
К
1
= 1
×
10
-3
К
2
= 1 × 10
-11
Хрома гидроксид
Cr(OH)
3
К
3
= 1 × 10
-10
Угольная кислота H
2
CO
3
К
1
= 4,5
×
10
-7
К
2
= 4,8 × 10
-11
Цинка гидроксид
Zn(OH)
2
К
1
= 4,4
×
10
-5
К
2
= 1,5 × 10
-9
Уксусная кислота CH
3
COOH
1,8
×
10
-5
Хлорноватистая кислота HClO
5
×
10
-8
Фосфорная кислота
H
3
PO
4
К
1
= 7,5
×
10
-3
К
2
= 6,3 × 10
-8
К
3
= 1,3 × 10
-12
Хромовая кислота
H
2
CrO
4
К
1
= 1
×
10
-1
К
2
= 3,16 × 10
-7
Фтороводородная кислота HF
6,6
×
10
-4
Циановодородная кислота
HCN
7,9 × 10
-10
Щавелевая кислота H
2
C
2
O
4
К
1
= 5,4
×
10
-2
К
2
= 5,4 × 10
-5
Примечание: К
Д
определены при 303 К
27
Таблица 3
Стандартные потенциалы окислительно-восстановительных пар
(E°, В; водный раствор, 25 °С)
"к" − кислотная среда; "н" − нейтральная среда; "щ" − щелочная среда; "Оф" −
окисленная фома; "Вф" − восстановленная форма
Оф/Вф E°, среда
1 2
Ag
+
/ Ag +0,80 к
Al
3+
/ Al −1,70 к
[Al(OH)
4
]
−
/ Al −2,34 щ
Br
2
/ Br
−
+1,09 к, щ
BrO
3
−
/ Br
2
+1,51 к
BrO
3
−
/ Br
2
+0,52 щ
Cl
2
/ Cl
−
+1,40 к, щ
ClO
−
/ Cl
2
+0,48 щ
ClO
−
/ Cl
2
+2,14 к
ClO
3
−
/ Cl
2
+0,48 щ
ClO
3
−
/ Cl
2
+1,47 к
Cr
3+
/ Cr
2+
−0,41 к
CrO
4
2−
/ [Cr(OH)
6
]
3−
−0,17 щ
Cr
2
O
7
2−
/ Cr
3+
+1,33 к
Cu
2+
/ Cu
+
+ 0,15 к
Cu
2+
/ Cu +0,34 к
Cu
2+
, I
−
/ CuI +0,86 к
Fe
3+
/ Fe
2+
+0,77 к
FeO
4
2-
/ Fe
3+
+1,70 к
H
+
/ H
2
0,00 к
H
+
/ H
2
−0,42 (pH=7)
H
2
O / H
2
−0,83 щ
H
2
O
2
/ H
2
O +1,76 к
H
3
PO
4
/ P −0,38 к
I
2
/ I
−
+0,54 к, щ
IO
3
−
/ I
2
+1,19 к
28
Продолжение таблицы 3
1 2
IO
3
−
/ I
2
+0,20 щ
MnO
2
/ Mn
2+
+1,24 к
MnO
4
−
/ MnO
2
+0,62 н (pH=8)
MnO
4
−
/ MnO
2
+1,73 н (pH=6)
MnO
4
−
/ MnO
4
2−
+0,56 щ
MnO
4
−
/ Mn
2+
+1,53 к
N
2
/ NH
4
+
+0,27 к
N
2
/ NH
3
.
H
2
O −0,74 щ
NO
2
−
/ NO +1,20 к
NO
2
−
/ NO −0,45 щ
NO
2
−
/ N
2
O +0,16 щ
NO
3
−
/ HNO
2
+0,93 к
NO
3
−
/ NO
2
−
+0,01 щ
NO
3
−
/ N
2
О +1,11 к
NO
3
−
/ NO +0,96 к
NO
3
−
/ NO
2
+0,77 к
O
2
/ H
2
O +1,23 к
O
2
/ H
2
O
2
+0,69 к
O
2
/ H
2
O
2
−0,13 щ
PbO
2
/ Pb
2+
+1,46 к
S / H
2
S +0,14 к
S / S
2−
−0,44 щ
SO
2
/ S +0,45 к
SO
3
2−
/ S −0,66 щ
SO
3
2−
/ S +0,58 к
SO
4
2−
/ H
2
S +0,31 к
SO
4
2−
/ S +0,35 к
SO
4
2−
/ S −0,75 щ
SO
4
2−
/ S
2−
+0,15 к
SO
4
2−
/ S
2−
−0,67 щ
29
Продолжение таблицы 3
1 2
SO
4
2−
/ SO
2
+0,16 к
SO
4
2−
/ SO
2
−1,50 щ
SO
4
2−
/ SO
3
2−
−0,93 щ
SO
4
2−
/ SO
3
2−
−0,10 к
Sn
2+
/ Sn −0,14 к
Zn
2+
/ Zn −0,76 к
[Zn(OH)
4
]
2−
/ Zn −1,26 щ
Таблица 4
Стандартные электродные потенциалы Е
0
некоторых металлов
(ряд напряжений)
Электрод Е
0
, В Электрод Е
0
, В
Li
+
/Li –3,045 Cd
2+
/Cd –0,403
Rb
+
/Rb –2,925 Co
2+
/Сo –0,277
K
+
/K –2,924 Ni
2+
/Ni –0,25
Cs
+
/Cs –2,923 Sn
2+
/Sn –0,136
Ba
2+
/Ba –2,90 Pb
2+
/Pb –0,127
Ca
2+
/Ca –2,87 Fe
3+
/Fe –0,037
Na
+
/Na –2,714 2H
+
/H
2
–0,000
Mg
2+
/Mg –2,37 Sb
3+
/Sb +0,20
Al
3+
/Al –1,70 Bi
3+
/Bi +0,215
Ti
2+
/Ti –1,603 Cu
2+
/Cu +0,34
Zr
4+
/Zr –1,58 Cu
+
/Cu +0,52
Mn
2+
/Mn –1,18 Hg
2
2+
/2Hg +0,79
V
2+
/V –1,18 Ag
+
/Ag +0,80
Cr
2+
/Cr –0,913 Hg
2+
/Hg +0,85
Zn
2+
/Zn –0,763 Pt
2+
/Pt +1,19
Cr
3+
/Cr –0,74 Au
3+
/Au +1,50
Fe
2+
/Fe –0,44 Au
+
/Au +1,70
30
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Пе-
риоды
Ряды
Г Р У П П Ы
I II III IV V
1 I
H
2 II
Li 3
6.941
2s
1
литий
Be 4
9.01218
2s
2
берилий
5 B
10.81
2p
1
бор
6 С
12,011
2p
2
углерод
7 N
14.0067
2p
3
азот
3 III
Na 11
22.98977
3s
1
натрий
Mg 12
24.305
3s
2
магний
13 Al
26.9815
3p
1
алюминий
14 Si
28.085
3p
2
кремний
15 P
30.9738
3p
3
фосфор
4
IV
K 19
39.098
4s
1
калий
Ca 20
40.08
4s
2
кальций
Sc 21
44.9559
3d
1
4s
2
скандий
Ti 22
47.90
3d
2
4s
2
титан
V 23
50.9415
3d
3
4s
2
ванадий
V
29 Cu
63.546
3d
10
4s
1
медь
30 Zn
65.38
4s
2
цинк
31 Ga
69.72
4p
1
галлий
32 Ge
72.59
4p
2
германий
33 As
74.9216
4p
3
мышьяк
5
VI
Rb 37
85.467
5s
1
рубидий
Sr 38
87.62
5s
2
стронций
Y 39
88.9059
4d
1
5s
2
иттрий
Zr 40
91.22
4d
2
5s
2
цирконий
Nb 41
92.9064
4d
4
5s
1
ниобий
VII
47 Ag
107.8682
5s
1
серебро
48 C
d
112.41
5s
2
кадмий
49 In
114.82
5p
1
индий
50 Sn
118.69
5p
2
олово
51 Sb
121.75
5p
3
сурьма
6
VIII
Сs 55
132.9054
6s
1
цезий
Ba 56
137.33
6s
2
барий
57 La–Lu 71
*
Hf 72
178.49
5d
2
6s
2
гафний
Ta 73
180.9479
5d
3
6s
2
тантал
IX
79 Au
196.9665
5d
10
6s
1
золото
80 Hg
200.59
6s
2
ртуть
81 Tl
204.37
6p
1
таллий
82 Pb
207.2
6p
2
свинец
83 Bi
208.9804
6p
3
висмут
7 X
Fr 87
[223]
7s
1
франций
Ra 88
226.0254
7s
2
радий
89 Ac-(Lr)103
* *
Ku 104
[261]
6d
2
7s
2
курчатовий
Ns 105
[261]
6d
3
7s
2
нильсборий
* Л А Н Т А Н
La 57
138.9055
5d
1
6s
2
лантан
Ce 58
140.12
4f
2
6s
2
церий
Pr 59
140.9077
4f
3
6s
2
празеодим
Nd 60
144.24
4f
4
6s
2
неодим
Pm 61
[145]
4f
5
6s
2
п
р
о
м
е
ти
й
Sm 62
150.4
4f
6
6s
2
самарий
Eu 63
151.96
4f
7
6s
2
европий
Gd 64
157.25
4f
7
5d
1
6s
2
гадолиний
** А К Т И Н
Ac 89
[227]
6d
1
7s
2
актиний
Th 90
232.0381
6d
2
7s
2
торий
Pa 91
231.0359
5f
2
6d
1
7s
2
протактиний
U 92
238.029
5f
3
6d
1
7s
2
уран
Np 93
237.0482
5f
4
6d
1
7s
2
нептуний
Pu 94
[244]
5f
6
7s
2
плутоний
Am 95
[243]
5f
7
7s
2
америций
Cm 96
[247]
5f
7
6d
1
7s
2
кюрий