Сборник задач и упражнений по общей химии (стр. 9 )

159. Одинаковое ли количество серной кислоты потребуется для растворения 40 г никеля, если в одном случае взять концентрированную кислоту, а в другом – разбавленную? Сколько граммов серной кислоты пойдет на окисление никеля в первом случае и сколько во втором? Какой ион будет окислять никель в первом и во втором случае?

Ответ: неодинаковое, 66,44 г и 132,9.

160. Требуется растворить кусок серебра в азотной кислоте. Какую кислоту выгоднее взять, концентрированную или разбавленную? В каком случае расход HNO3 будет меньше? Сделайте расчет для одного моля серебра.

Ответ: 126 г; 83,79 г.

 

15. Гальванические элементы

 

161. Рассчитайте величину потенциала для следующих электродов:

 

Вариант	Металл	Электролит	Концентрация раствора, (моль/л)	Ответ φ, В
1	Al	AlCl3	0,002	-1,710
2	Mn	MnSO4	0,5	-1,190
3	Zn	ZnSO4	0,001	-0,850
4	Cr	Cr(NO3)3	0,02	-0,773
1	2	3	4	5
5	Fe	FeCl3	0,005	-0,085
6	Co	CoSO4	10	-0,250
7	Ni	NiSO4	5	-0,229
8	Sn	SnCl2	0,2	-0,160
9	Pb	Pb(NO3)2	0,05	-0,168
10	Cu	CuSO4	0,03	0,295
11	Ag	AgNO3	0,001	0,623
12	Hg	HgSO4	5	0,870
13	Mg	MgSO4	0,003	-2,434
14	Cd	CdSO4	10	-0,370
15	Ti	TiCl2	0,01	-1,689
16	Bi	Bi(NO­3)3	0,2	0,196
17	Mn	MnCl2	0,002	-1,259
18	Cr	Cr2(SO4)3	0,05	-0,765
19	Mg	Mg(NO3)2	0,001	-2,448
20	Ag	Ag2SO4	0,25	0,764
21	Cu	Cu(NO3)2	0,40	0,328
22	Co	CoCl2	0,03	-0,325
23	Fe	Fe(NO3)2	0,125	-0,466
24	Bi	Bi(NO­3)3	0,5	-0,204
25	Zn	ZnSO4	2	-0,751

 

162. Как должны быть составлены гальванические элементы, чтобы в них протекала указанная реакция?

 

Вариант	Уравнение реакции
1	Mg + 2H+=Mg2+ + H2
2	3H2 + 2Bi3+ = 6H+ + 2Bi0
3	Zn + 2Ag+ = Zn2+ + 2Ag
4	Cd + CuSO4 = CdSO4+Cu
5	Sn + Cu2+ = Cu+ Sn2+
6	Zn + Hg2SO4=ZnSO4+ 2Hg
7	Pb + Hg(NO3)2 = Pb(NO3)2 + Hg
8	2Ag+ + H2 = 2Ag+ 2H+
9	Mn + 2HCl = MnCl2 + H2
10	Fe + Pb2+ = Fe2+ + Pb
11	3H2 + 2Au3+ = 6H+ + Au
12	Zn+ NiSO4= ZnSO4+ Ni
13	2Al+ 3CuCl2=2AlCl3+ 3Cu
14	Zn+ Fe2+ = Zn2+ + Fe
15	Mg+ Zn2+ = Mg2+ +Zn
16	2H++Ni=Ni2+ + H2

 

163. Напишите уравнения реакции, отвечающих работе следующих гальванических элементов. Укажите направление перемещения электронов по внешней цепи, процессы на аноде и катоде. Для стандартных условий, рассчитайте ЭДС элемента, ∆ Gº и Кр.

 

Вариант	Гальванические элементы	Е°, В	∆ Gº, кДж	Кр
1	2	3	4	5
1	Mn | MnSO4|| H2SO4| H2Pt	1,18	-227,74	1040
2	Mg | MgSO4|| Ag2SO4| Ag	3,169	-611,62	10107
3	Al | AlCl3|| ZnCl2| Zn	0,899	-520,52	1091
4	Ti | TiCl2 || NiCl2 | Ni	1,38	-266,34	1047
5	Cr | CrCl3|| HCl| H2 , Pt	0,744	-215,39	1038
6	Fe | FeSO4 || CoSO4| Co	0,163	-31,46	106
7	Cd | CdSO4 || Ag2SO4 | Ag	0,202	-231,99	1041
8	Co | Co(NO3)2|| Bi(NO3)3| Bi	0,507	-293,55	1052
9	Pt, H2 | H2SO4||Hg(NO3)2| Hg	0,854	-164,82	1023
10	Pt, H2 | H2SO4|| CuSO4 | Cu	0,340	-65,62	1012
11	Ni | NiSO4 || H2SO4| H2 , Pt	0,250	-48,25	108
12	Ni | NiSO4| Al2(SO4)3 | Al	1,412	-817,55	10144
13	Bi | Bi(NO3)3 || Zn(NO3)2| Zn	0,993	-574,95	10101
14	Pt, H2| H2SO4|| MgSO4 | Mg	2,370	-457,41	1080
15	Cr | Cr(NO3)3 || AgNO3 | Ag	1,543	-446,70	1078
16	Ti | TiSO4 || NiSO4| Ni	1,40	-270,20	1047
17	Co | CoCl2|| AlCl3 | Al	1,385	-801,92	10141
18	Zn | ZnSO4|| Pb(NO3)2 | Pb	0,637	-122,94	1022
19	Ni | Ni(NO3)2 || Cr(NO3)3| Cr	0,524	-303,39	1053
20	Ti | TiCl2 || FeCl2 | Fe	1,190	-229,67	1040
21	Pt, H2 | H2SO4|| Ag2SO4 | Ag	0,799	-154,21	1027
22	Mn | Mn(NO3)2 || Fe(NO3)2 | Fe	0,740	-142,82	1025
23	Cd | CdSO4|| H2SO4| H2 , Pt	0,403	-77,78	1014
24	Mg | MgSO4|| CuSO4| Cu	2,710	-523,03	1092
25	Pt, H2 | H2SO4|| CoSO4 | Co	0,277	-53,46	109

 

164. Составьте два элемента, в одном из которых свинец являлся бы катодом, а в другом-анодом. Напишите уравнения реакций, происходящих при работе этих элементов. Рассчитайте ЭДС для стандартных условий.

165. Составьте два элемента, в одном из которых медь являлась бы катодом, а в другом-анодом. Напишите уравнения реакций, происходящих при работе этих элементов. Рассчитайте стандартную ЭДС элементов.

166. Как осуществить реакцию вытеснения меди из раствора сульфата меди железом, не погружая железа в этот раствор? Дайте обоснованный ответ.

167. Вычислите ЭДС гальванического элемента, составленного из кадмиевой и медной пластин, погруженных в 0,02 М растворы их солей. Напишите уравнение реакции, протекающей при работе этого элемента.

Ответ: 0,74 В.

168. Какие химические процессы происходят у электродов гальванического элемента, состоящего из медной и серебряной пластинок, погруженных в 2 н растворы нитратов меди и серебра? Укажите величину ЭДС этого элемента.

Ответ: 0,47 В.

169. Рассчитайте ЭДС элемента, образованного никелевым электродом, погруженным в 0,1 М раствор сульфата никеля, и медным электродом, погруженным в 0,2 М раствор сульфата меди, считая диссоциацию солей полной. Выразите молекулярным и ионным уравнениями происходящую при работе элемента реакцию.

Ответ: 0,6 В.

170. Напишите уравнения реакций и определите ЭДС гальванического элемента Zn | Zn(NO3)2 || Pb(NO3)2 | Pb , если концентрация растворов солей Zn(NO3)2 и Pb(NO3)2 равна 0,002 моль/л. Диссоциация солей полная.

Ответ: 0,63 В.

171. В каком направлении будут передвигаться электроны во внешней цепи гальванического элемента: Mg |Mg(NO3)2 || Cu(NO3)2 | Cu ? Напишите уравнения реакций, протекающих на аноде и катоде, составьте суммарное уравнение реакции и рассчитайте ЭДС элемента, учитывая, что концентрации растворов солей соответственно равны 0,2 М и 0,02 М.