Гальванические элементы и электролиз

 

В задачах 1−20 составьте схемы, рассчитайте стандартные ЭДС гальванических элементов и напишите уравнения токообразующих реакций. Использованные сокращения: эл-род − электрод, эл-лит − электролит.

 

№ Анод Катод № Анод Катод
п/п Эл-род Эл-лит Эл-род Эл-лит п/п Эл-род Эл-лит Эл-род Эл-лит
Zn ZnSO4 Cu CuSO4 Fe Fe(NO3)2 Sn SnCl2
Sn SnCl2 Pt/H2 H2SO4 Ni NiSO4 Cu CuSO4
Cr Cr(NO3)3 Sn SnCl2 Zn ZnSO4 Co CoCl2
Cu CuSO4 Ag AgNO3 Co CoCl2 Pt/H2 H2SO4
Cd CdCl2 Pt/H2 H2SO4 Cr Cr(NO3)3 Cu CuSO4
Pb Pb(NO3)2 Cu CuSO4 Zn ZnSO4 Pt/H2 H2SO4
Ni NiSO4 Pb Pb(NO3)2 Cu CuSO4 Ag AgNO3
Cr Cr(NO3)3 Co CoCl2 Zn ZnSO4 Ni NiSO4
Zn ZnCl2 Sn SnCl2 Fe Fe(NO3)2 Pt/H2 H2SO4
Sn SnCl2 Cu CuSO4 Cr Cr(NO3)3 Pb Pb(NO3)2

 

В задачах 21−40 укажите исходную и конечную окраску индикатора вблизи электродов при электролизе водных растворов указанных веществ с инертными электродами. Подтвердите ответ уравнениями электродных полуреакций. Обозначения индикаторов: Л – лакмус, МО – метилоранж, ФФ – фенолфталеин.

 

№ Электролит Индикатор № Электролит Индикатор № Электролит Индикатор
Cu(NO3)2 Л CuSO4 МО ZnSO4 ФФ
NaCl ФФ ZnCl2 ФФ KJ Л
Na2SO4 МО SnCl2 Л CuCl2 ФФ
KCl ФФ Li2SO4 Л NiCl2 МО
Na2SO4 Л MgBr2 ФФ KNO3 Л
NiCl2 Л CaCl2 МО Mg(NO3)2 ФФ
AgNO3 МО Cd(NO3)2 МО      

 

В задачах 41−60 рассчитайте молярную массу эквивалента металла по характеристикам процесса электролиза и определите металл (m − масса металла, окисленного на аноде или восстановленного на катоде, I − сила тока, t − время, h − выход по току).

 

№ п/п
m, г 57,65 2,92 53,65 104,6 37,03 11,70 122,96 66,36 17,47 141,5
I, А 7,2 2,6 3,4 7,6 6,4 2,5 7,8 3,7 2,4 6,2
t, ч
h 0,73 0,87 0,98 0,83 0,92 0,79 0,89 0,9 0,99 0,81
№ п/п
m, г 22,06 44,00 35,43 8,00 94,37 20,08 6,25 21,01 81,83 73,35
I, А 3,2 6,8 7,3 2,8 7,4 3,8 2,9 6,3 7,7 3,5
t, ч
h 0,97 0,88 0,94 0,71 0,96 0,84 0,91 0,76 0,8 0,95

 

В задачах 61−80 рассчитайте значения потенциалов электродов при стандартных условиях, если раствор электролита находится в равновесии с указанными в таблице твердыми фазами. Коэффициенты активности ионов в растворе принять равными 1.

 

№ Электрод Тверд. фаза № Электрод Тверд. фаза № Электрод Тверд. фаза
Ag+/Ag AgCl Fe2+/Fe FeCO3 Ag+/Ag Ag2CO3
Cd2+/Cd Cd(OH)2 Cr3+/Cr Cr(OH)3 Co2+/Co Co(OH)2
Cu2+/Cu CuCO3 Sn2+/Sn Sn(OH)2 Mn2+/Mn MnS
Sn2+/Sn SnS Cd2+/Cd CdCO3 Ag+/Ag Ag3AsO3
Ag+/Ag Ag2CrO4 Pb2+/Pb PbCl2 Zn2+/Zn Zn(OH)2
Co2+/Co CoCO3 Fe2+/Fe FeS Cu2+/Cu CuS
Pb2+/Pb PbBr2 Mn2+/Mn Mn(OH)2      

 

В задачах 81−100 определите катод и анод, рассчитайте стандартные значения энергии Гиббса токообразующей реакции и стандартные константы равновесия. Использованные сокращения: эл-род − электрод, эл-лит − электролит.

 

№ Электрод 1 Электрод 2 № Электрод 1 Электрод 2
  Эл-род Эл-лит Эл-род Эл-лит   Эл-род Эл-лит Эл-род Эл-лит
Pt/H2 H2SO4 Cr Cr(NO3)3 Sn SnCl2 Co CoCl2
Sn SnCl2 Cu CuSO4 Cr Cr(NO3)3 Cu CuSO4
Pb Pb(NO3)2 Zn ZnSO4 Pt/H2 H2SO4 Cd CdCl2
Cr Cr(NO3)3 Ni NiSO4 Zn ZnSO4 Cr Cr(NO3)3
Pb Pb(NO3)2 Pt/H2 H2SO4 Sn SnCl2 Pt/H2 H2SO4
Cu CuSO4 Cd CdCl2 Cu CuSO4 Zn ZnSO4
Ni NiSO4 Sn SnCl2 Ag AgNO3 Cu CuSO4
Fe Fe(NO3)2 Pb Pb(NO3)2 Co CoCl2 Zn ZnSO4
Cu CuSO4 Pt/H2 H2SO4 Ni NiSO4 Cu CuSO4
Fe Fe(NO3)2 Ag AgNO3 Sn SnCl2 Zn ZnCl2

 

В задачах 101−120 рассчитайте теоретическое время, необходимое для полного разложения указанных масс веществ при электролизе их расплавов.

 

№ Формула m, г I, A № Формула m, г I, A № Формула m, г I, A
Al2O3 NaCl KCl 6,9
NaOH BeCl2 6,8 KOH 8,2
H2O LiOH 5,4 SrCl2 1,6
CaCl2 MgCl2 3,6 BaCl2 6,3
NaF KF CsCl 11,6
AlCl3 3,8 RbOH CsOH 5,8
RbCl LiCl 7,2