Пример 5
Гальванический элемент составлен из свинцовых пластинок, контактирующих с растворами нитрата свинца (II) различных концентраций: Решение Определить потенциалы электродов в условиях, отличных от стандартных, можно в соответствии с уравнением Нернста:
Стандартный электродный потенциал свинца Вычислим потенциал первого электрода, погруженного в раствор нитрата свинца концентрацией 10 –1 моль/л. Так как диссоциация соли считается полной, то концентрация нитрата свинца равна концентрации катионов свинца в растворе, и тогда
Вычислим потенциал второго электрода, погруженного в раствор нитрата свинца концентрацией 10 –4 моль/л:
В гальваническом элементе катодом является электрод с большим значением электродного потенциала, а анодом – с меньшим значением. Следовательно, та свинцовая пластинка, которая погружена в 0,1 М раствор нитрата свинца, является катодом, а та, которая находится в 0,0001 М растворе – анодом. Схема гальванического элемента: (-) Pb / Pb2+ (0,0001 М)// Pb2+ (0,1 М)/ Pb (+). В схеме одинарной чертой показана граница раздела между проводниками первого и второго рода (металл – раствор электролита), а двойной чертой – граница между проводниками второго рода (растворы электролита различной концентрации). ЭДС гальванического элемента вычисляется как разность потенциалов катода и анода: ЭДС =j1 – j2 = -0,156 – (-0,244)=0,088 (В). Анодный процесс (окисление): Pb – 2e- = Pb2+. Катодный процесс (восстановление): Pb2+ + 2e- = Pb.
Варианты заданий
Варианты заданий расчетно-графической работы представлены в - Основные понятия и стехиометрические законы химии (1 – 30) - Основные классы неорганических соединений (31 – 57) - Химическая кинетика и равновесие (58 – 87) - Способы выражения состава растворов. Коллигативные свойства растворов (88 – 107) - Электролитическая диссоциация, ионное произведение воды, произведение растворимости (108 – 140) - Буферные растворы (141 – 160) - Гидролиз солей (161 – 178) - Жесткость воды (179 – 191) - Коллоидно-дисперсные системы (192 – 216) - Окислительно-восстановительные реакции и электрохимические системы (217 – 249)
Таблица 3.1 – Варианты заданий
Основные понятия и стехиометрические законы химии 1. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержит 1,84 г металла. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равна молярная и относительная атомная масса этого металла. 2. Некоторый металл массой 3,04 г вытесняет 0,252 г водорода, 26,965 г серебра и 15,885 г меди из соединений этих металлов. Вычислите эквивалентные массы указанных металлов. 3. Оксид металла содержит 28,57% кислорода, а его фторид 48,72% фтора. Вычислите эквивалентные массы металла и фтора. 4. Напишите уравнение реакций гидроксида железа (III) с соляной кислотой при которой образуются: а) хлорид дигидроксожелеза(III), б) хлорид гидроксожелеза(III), в) хлоид железа (III). Вычислите эквивалент и молярную массу эквивалента гидроксида железа в этих реакциях. 5. Избытком гидроксида калия подействовали на растворы: 6. Вещество содержит 38% серы и мышьяк. Эквивалентная масса серы 16,0 г/моль. Вычислите молярную массу эквивалента и валентность мышьяка, составьте формулу данного сульфида. 7. Избытком соляной кислоты подействовали на растворы: 8. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида. 9. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу металла. 10. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты израсходовано 11. Соединение металла с галогеном содержит 64,5% галогена, оксид того же металла содержит 15,4% кислорода. Определите галоген. 12. Вычислите молярную массу эквивалента оксида углерода (IV) в реакциях образования с раствором КОН: а) КНСО3, б) К2СО3. 13. На нейтрализацию 2,3 г основания израсходовано 2,14 г НСl. Вычислить молярную массу эквивалента основания. 14. В каком количестве NаОН содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г КОН? 15. В каком количестве Ва(ОН)2∙8Н2О содержится столько же эквивалентов, сколько в156 г Аl(OH)3? 16. Алюминий массой 0,376 г при взаимодействии с кислотой вытеснил 0,468 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить эквивалентный объем водорода, зная, что эквивалентная масса алюминия равна 8,99 г/моль 17. Серная и ортофосфорная кислоты имеют одинаковую молярную массу. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на нейтрализацию одного и того же количества щелочи, если образовались соответственно сульфат и дигидроортофосфат? 18. 1,6 г кальция и 2,61 г цинка вытесняют из кислоты одинаковые количества водорода. Вычислить молярную массу эквивалента цинка, зная, что эквивалентная масса кальция равна 20,0 г/моль? 19. Медь образует два оксида. На определенное количество меди при образовании первого оксида пошло вдвое больше кислорода, чем при образовании второго. Каково отношение валентности меди в первом оксиде к ее валентности во втором? 20. При взаимодействии 5,95 г некоторого вещества с 2,75 г хлороводорода получилось 4,4 г соли. Вычислить молярную массу эквивалента вещества и образовавшейся соли. 21. При взрыве смеси, полученной из одного объема некоторого газа и двух объемов кислорода, образуются два объема СО2 и один объем N2. Найти молекулярную формулу газа. 22. Найти молекулярную формулу соединения бора с водородом, если масса 1 л этого газа равна массе 1 л азота, а содержание бора в веществе составляет 78,2%. 23. При пропускании над катализатором смеси, состоящей из 10 моль оксида серы (IV) и 15 моль кислорода, образовалось 8 моль оксида серы (VI). Сколько моль диоксида серы и кислорода не вступило в реакцию? 24. При пропускании водяного пара над раскаленным углем получается водяной газ, состоящий из равных объемов СО и водорода. Какой объем водяного газа (н.у.) может быть получен из 3 кг угля? 25. Через раствор, содержащий 7,4 г гидроксида кальция, пропустили 26. Рассчитать массу кристаллогидрата Cu(NO3)2∙3Н2О, полученного растворением 10 г меди в азотной кислоте с последующим выпариванием раствора. 27. В одном из двух закрытых баллонов с одинаковыми объемами находится кислород, в другом – азот. Массы обоих газов одинаковы. Температура обоих газов 270С. В каком баллоне давление больше и во сколько раз? До какой температуры следует нагреть содержимое одного баллона, чтобы давление внутри него достигло давления в другом баллоне? 28. В закрытом баллоне находится 160 г кислорода под давлением 29. Сколько литров кислорода при 210С и 104,5 кПа выделится при разложении 490 г КС1О3? 30. 1 г металла соединяется с массой хлора, занимающей 336 мл при 370С и 98 кПа. Вычислить молярную массу эквивалента металла.
|
.
0,126 В; n =2, так как в процессе Pb2++ 2е- =Pb участвуют два электрона.
.
.
