Основы электрохимических превращений

1. Степень окисления. Природа окислительно-восстановительных процессов.

2. Какие реакции являются окислительно-восстановительными. Назовите типы ОВР

3. Простые и сложные вещества в качестве окислительно-восстановительных систем.

4. Процессы, протекающие на границе металл-раствор. Понятие об электродном потенциале.

5. Поясните устройство и назначение стандартного водородного электрода.

6. Поясните изменение окислительно-восстановительных свойств электрохимических систем, образующих ряд стандартных электродных потенциалов металлов.

7. Устройство и работа гальванического элемента. ЭДС гальванического элемента.

8. Уравнение Нернста. Зависимость значения электродного потенциала от температуры и концентрации раствора. Какой гальванический элемент называется концентрационным?

9. Что называют коррозией металлов? Рассмотрите процесс атмосферной коррозии железа с точки зрения протекания электрохимических процессов.

10. Назовите способы защиты металлов от коррозии.

11. Что называется электролизом? При каких условиях протекает электролиз. Рассмотрите процессы электролиза, протекающие в расплавах электролитов.

12. Рассмотрите процессы электролиза, протекающие в водных растворах электролитов.

13. Приведите примеры применения электролиза. Закон Фарадея. Что называется выходом вещества по току?

Решите задачи.

1. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите окислитель и восстановитель в каждой из реакций: S + KOH → K₂S + K₂SO₃ + H₂O; Co + HNO_3(р) → Co(NO₃)₂ + NO + H₂O; Ag + HNO_3(р) → AgNO₃ + NO + H₂O; Cu + H₂SO_4(к) → CuSO₄ + SO₂ + H₂O; CrO₃ + HCl → CrCl₃ + H₂O; KMnO₄ + KI + H₂SO₄ → I₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O; MnO₂ + HCl_(к)→ MnСl₂ + Cl₂ + H₂O; Cu + HNO_3(р) → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O; РbS + HNO₃→ Рb(NO₃)₂ + S + NO + H₂O; Ag + HNO_3(к) → AgNO₃ + NO₂ + H₂O; WO₃ + H₂ → W + H₂O; PH₃ + O₂ → P₂O₅ + H₂O; Na + H₂SO_4(к) → Na₂SO₄ + H₂O + Н₂S; Fe(ОН)₂ + H₂O + O₂ → Fe(OH) Fe + H₂O + O₂ → Fe(OH)₃; NН₃ + О₂ → NО + Н₂О.

2. Составьте схему и вычислите ЭДС серебряно-цинкового гальванического элемента, если образующие его электроды погружены в растворы с концентрацией катионов 0,01 моль/л. Напишите уравнения анодного и катодного процессов и суммарные ионно-молекулярное и молекулярное уравнения реакции, протекающей в ГЭ.

3. Составьте схему и вычислите ЭДС концентрационного элемента, состоящего из цинковых электродов, опущенных в растворы сульфата цинка с концентрацией 0,01 и 0,001 моль/л. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов, протекающих в ГЭ.

4. Составьте схему, напишите уравнения электродных и суммарной реакций и рассчитайте ЭДС элемента, у которого один электрод цинковый с концентрацией [Zn²⁺] = 0,01 моль/л, а другой - стандартный водородный.

5. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых свинец является катодом, а в другом – анодом. Напишите уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС этих элементов.

6. Железная и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты. Составьте схему данного гальванического элемента, напишите электронные уравнения электродных процессов и рассчитайте его ЭДС.

7. Электролиз раствора сульфата калия проводили в течение 3 ч при силе тока 5А. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах и рассчитайте объемы газов, выделившихся на катоде и аноде.

8. При электролизе раствора сульфата меди на катоде образовалось 0,95 г меди. Какой объем газа выделился на аноде? Напишите уравнения электродных процессов и суммарное уравнение электролиза раствора сульфата меди.

9. Электролиз раствора сульфата магния проводили в течение 5 ч, в результате чего на аноде выделилось 6 л кислорода (н.у.). Вычислите силу тока, составьте уравнения электродных процессов. Какое вещество образовалось на катоде и какова его масса?

10. Электролиз раствора хлорида цинка проводили при силе тока 3 А в течение 45 мин. Выделилось 2,5 г цинка. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах. Вычислите выход цинка по току (в %).

11. Определите массу никеля, который выделится на катоде при электролизе раствора хлорида никеля в течение 1 ч при силе тока 26 А, если выход по току составляет 50 %. Напишите электронные уравнения катодного и анодного процессов.

12. К какому типу покрытий относится олово на стали и на меди? Какие процессы будут протекать при атмосферной коррозии луженой меди? Напишите электронные уравнения соответствующих процессов.

13. Какой металл может служить протектором при защите железа от коррозии в атмосфере? Напишите уравнения протекающих процессов.

14. Приведите примеры металлов, которые могут служить для катодного и анодного покрытий железа. Рассмотрите, как происходит атмосферная коррозия железа, покрытого медью при нарушении покрытия. Напишите электронные уравнения процессов и назовите продукты коррозии.

15. Какой металл подвергается коррозии при контакте кадмия с цинком в кислом растворе и в нейтральном. Почему? Составьте электронные уравнения катодного и анодного процессов. Назовите продукты коррозии в каждом случае.

16. Две стальные пластины, частично покрытые одна – оловом, другая медью, опустили в раствор соляной кислоты. На какой из них быстрее образуется ржавчина? Почему? Составьте электронные уравнения катодного и анодного процессов коррозии этих пластинок.

 

Составил: доцент _____________________ Е.В. Нефёдова

(подпись)

Зав. кафедрой _____________________ А.В. Швалева

(подпись)