1. Completați ecuațiile de reacție (acolo unde este necesar), selectați coeficienții folosind metoda balanței electronice. Calculați greutatea echivalentă a oxidantului.

a) Cr 2 (SO 4) 3 + KClO 3 + NaOH = KCl + ...

b) Cu 2 S + O 2 + CaCO 3 = CuO + CaSO 3 + CO 2

c) Zn + H 2 SO 4 (conc) = H 2 S + ...

d) FeS + O 2 = Fe 2 O 3 + ...

e) NaMnO 4 + HI = I 2 + NaI + ...

f) NaMnO 4 + KNO 2 + H 2 SO 4 = ...

g) KMnO 4 + S = K 2 SO 4 + MnO 2

h) Cr(OH) 3 + Ag 2 O + NaOH → Ag + ...

i) Cr(OH) 3 + Br 2 + NaOH → NaBr + ...

j) NH 3 + KMnO 4 + KOH → KNO 3 + ...

2. Completați ecuația OVR, selectați coeficienții folosind metoda electron-ion, calculați masele molare ale echivalenților agentului de oxidare și agentului reducător în reacție:

a) K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) + S + ...

b) Na 3 AsO 3 + KMnO 4 +KOH → Na 3 AsO 4 + K 2 MnO 4 + ...

c) NaNO 2 + KJ + H 2 SO 4 → J 2 + NO + ...

d) KMnO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 → MnSO 4 + ...

e) H 2 O 2 + KJO 3 + H 2 SO 4 → J 2 + O 2 + ...

f) Cr 2 (SO 4) 3 + KClO 3 + NaOH → Na 2 CrO 4 + KCl + ...

g) FeCl 2 + HClO 4 + HCl → Cl 2 + ...

h) NaNO 2 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → NaNO 3 + ...

i) KMnO 4 + MnSO 4 + H 2 O → H 2 SO 4 + ...

j) KMnO 4 + HCl → Cl 2 + ...

l) KMnO 4 + H 2 SO 4 + H 2 C 2 O 4 → CO 2 + ...

m) H 2 O 2 + CrCl 3 + KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O + ...

3. Calculați EMF al procesului și determinați în ce direcție decurge spontan acest OVR:

H 2 SO 4 + 2HCl ↔ Cl 2 + H 2 SO 3 + H 2 O?

(φ o (Cl 2 /2Cl -) \u003d + 1,36 V, φº (SO 4 2 - /SO 3 2 -) \u003d + 0,22 V)

4. În ce direcție decurge spontan acest OVR:

CuSO 4 + Zn ↔ ZnSO 4 + Cu?

(φ o (Zn 2+ / Zn) = -0,76 V, φº (Cu 2+ / Cu) = +0,34 V)

5. În ce direcție decurge spontan acest OVR:

2NaCl + Fe 2 (SO 4) 3 ↔2FeSO 4 + Cl 2 + Na 2 SO 4

φº (Cl 2 / 2Cl -) \u003d + 1,36V, φº (Fe 3+ / Fe 2+) \u003d + 0,77V.

6. În ce direcție decurge spontan acest OVR:

2KMnO 4 + 5SnSO 4 + 8H 2 SO 4 ↔ 2MnSO 4 + 5Sn(SO 4) 2 + K 2 SO 4 + 8H 2 O?

φº (MnO 4 - / Mn 2+) \u003d + 1,51V, φº (Sn 4+ / Sn 2+) \u003d + 0,15V. Justificați răspunsul.

7. Este posibil să se injecteze simultan FeSO 4 și NaNO 2 unui pacient, având în vedere că mediul din stomac este acid?

φºFe 3+ /Fe 2+ \u003d + 0,77V, φºNO 2 ─ / NO \u003d + 0,99V. Justificați răspunsul.

8. Determinați proprietățile redox ale H 2 O 2 pe care le prezintă atunci când interacționează cu K 2 Cr 2 O 7 într-un mediu acid. φº (O 2 / H 2 O 2) \u003d + 0,68V, φº (Cr 2 O 7 2– / 2Cr 3+) \u003d + 1,33V. Justificați răspunsul.

9. Ce halogeni oxidează Fe 2+ la Fe 3+? Care dintre ionii de halogenură poate reduce Fe3+? Scrieți ecuațiile pentru reacțiile corespunzătoare. Calculați EMF pentru fiecare dintre reacții și determinați semnul DG. Când calculați, utilizați următoarele valori ale potențialelor redox:

φºFe 3+ /Fe 2+ \u003d + 0,77V;

φº (F 2 / 2F -) \u003d + 2,87V;

φº (Cl 2 / 2Cl -) \u003d + 1,36V;

φº (Br 2 / 2Br -) \u003d + 1,07 V;

φº (I 2 / 2I -) \u003d + 0,54V.

10. Câte grame de KMnO 4 trebuie luate pentru a prepara 100 ml dintr-o soluție 0,04 N pentru titrare în mediu acid?

12. Titrul de H2C2O42H2O este de 0,0069 g/ml. Pentru titrarea a 30 ml din această soluție se consumă 25 ml soluție de KMnO4. Calculați normalitatea acestei soluții.

13. 1 litru de soluție de sulfat feros conține 16 g (FeSO 4 7H 2 O). Ce volum din această soluție poate fi oxidat cu 25 ml de soluție 0,1 N KMnO 4 într-un mediu acid?

321–340 . Pentru această reacție, selectați coeficienții folosind metoda echilibrului electronic. Specificați agentul oxidant și agentul reducător.

321. KClO3 + Na2SO3 + = KCl + Na2SO4.

322. Au + HNO 3 + HCl \u003d AuCl 3 + NO + H 2 O.

323. P + HNO 3 + H 2 O \u003d H 3 PO 4 + NR.

324. Cl 2 + I 2 + H 2 O \u003d HCl + HIO 3.

325. MnS + HNO3 \u003d MnSO4 + NO2 + H2O.

326. HCl + HNO3 \u003d Cl2 + NO + H2O.

327. H2S + HNO3 \u003d S + NO + H2O.

328. HClO 4 + SO 2 + H 2 O \u003d HCl + H 2 SO 4.

329. Ca + HNO 3 \u003d H 3 AsO 4 + NO 2 + H 2 O.

330. KI + KNO 2 + H 2 SO 4 \u003d I 2 + NO + K 2 SO 4 + H 2 O.

331. KNO 2 + S \u003d K 2 S + N 2 + SO 2.

332. HI + H 2 SO 4 \u003d I 2 + H 2 S + H 2 O.

333. H2SO3 + H2S \u003d S + H2O.

334. H2SO3 + H2S \u003d S + H2O.

335. Cr2(SO4)3 + Br2 + KOH = K2CrO4 + KBr + K2SO4 + H2O.

336. P + H 2 SO 4 \u003d H 3 PO 4 + SO 2 + H 2 O.

337. H2S + Cl2 + H2O \u003d H2SO4 + HCI.

338. P + HIO 3 + H 2 O \u003d H 3 PO 4 + HI.

339. NaAsO 2 + I 2 + NaOH = Na 3 AsO 4 + HI.

340. K 2 Cr 2 O 7 + SnCl 2 + HCl \u003d CrCl 3 + SnCl 4 + KCl + H 2 O.

341. Realizați un circuit galvanic cu Cu, Pb, CuCl 2 și Pb(NO 3) 2 la dispoziția dumneavoastră. Scrieți ecuațiile proceselor cu electrozi și calculați EMF-ul acestui element (concentrațiile soluției sunt de 1 mol/l).

Răspuns: EMF = 0,463 V.

342. Desenați o diagramă a unei celule galvanice formată din plăci de fier și tablă scufundate în soluții de cloruri de fier (II) și respectiv staniu (II). Scrieți ecuațiile proceselor cu electrozi și calculați EMF-ul acestui element (concentrațiile soluției sunt de 1 mol/l).

Răspuns: EMF = 0,314 V.

343. Celula galvanică este compusă după schema: Ni | NiS04 (0,1 M) || AgN03 (0,1 M) | Ag. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF \u003d 1,019 V.

344. Desenați o diagramă a unei celule galvanice formată din plăci de fier și mercur scufundate în soluții ale sărurilor acestora. Scrieți ecuațiile proceselor cu electrozi și calculați EMF-ul acestui element (concentrațiile soluției sunt de 1 mol/l).

Răspuns: EMF \u003d 1,294 V.

345. Din cele patru metale Ag, Cu, Al și Sn, selectați acele perechi care dau cel mai mic și cel mai mare EMF al celulei galvanice compuse din ele.

Răspuns: o pereche de Cu și Ag are un EMF minim,

o pereche de Al și Ag - EMF maximă.

346. Desenați o diagramă a două celule galvanice, în una dintre care plumbul ar fi catodul, iar în cealaltă anodul. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul fiecărui element.

347. Realizați o diagramă a unei celule galvanice formată din plăci de plumb și zinc scufundate în soluții de săruri ale acestora, unde = = 0,01 mol / l. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,637 V.

348. Realizați schema unei celule galvanice formată din plăci de aluminiu și zinc scufundate în soluții de săruri ale acestora, unde = = 0,1 mol/l. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,899 V.

349.

Răspuns: EMF \u003d 0,035 V.

350. Desenați o diagramă a unei celule galvanice formată dintr-o placă de zinc scufundată într-o soluție de azotat de zinc 0,1 M și o placă de plumb scufundată într-o soluție de azotat de plumb 1 M. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,666 V.

351. Realizați o diagramă a unei celule galvanice, în care un electrod este nichel cu = 0,1 mol / l, iar al doilea este plumb cu = 0,0001 mol / l. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,035 V.

352. Desenați o diagramă a unei celule galvanice formată dintr-o placă de cadmiu scufundată într-o soluție 0,1 M de sulfat de cadmiu și o placă de argint scufundată într-o soluție de azotat de argint 0,01 M. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 1,113 V.

353. Realizați o diagramă a unei celule galvanice formată din două plăci de aluminiu scufundate în soluții de sare a acesteia cu o concentrație de = 1 mol/l la un electrod și = 0,1 mol/l la celălalt electrod. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,029 V.

354. Desenați o diagramă a unei celule galvanice formată din doi electrozi de argint scufundați în soluții de AgNO 3 0,0001 mol/l și 0,1 mol/l. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,563 V.

355. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului, reacția totală și calculați EMF al celulei galvanice Ni | NiS04 (0,01 M) || Cu(N03)2 (0,1 M) | Cu.

Răspuns: EMF = 0,596 V.

356. Desenați schema unei celule galvanice formată dintr-o placă de cadmiu scufundată într-o soluție 0,1 M de azotat de cadmiu și o placă de argint scufundată într-o soluție 1 M de azotat de argint. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 1,233 V.

357. Realizați o diagramă a unei celule galvanice formată din două plăci de aluminiu scufundate în soluții de sare a acesteia cu o concentrație de = 1 mol/l la un electrod și = 0,01 mol/l la celălalt electrod. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,059 V.

358. Realizați o diagramă a unei celule galvanice formată din doi electrozi de cupru scufundați în soluții de Cu(NO 3) 2 0,001 M și 0,1 M. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,059 V.

359. Realizați schema unei celule galvanice formată din două plăci de nichel scufundate în soluții de sare de nichel cu o concentrație de = 1 mol/l la un electrod și = 0,01 mol/l la celălalt electrod. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,059 V.

360. Desenați schema unei celule galvanice formată din doi electrozi cu plumb scufundați în soluții de Pb(NO 3) 2 0,001 mol/l și 1 mol/l. Scrieți ecuațiile proceselor electrodului și calculați EMF-ul acestui element.

Răspuns: EMF = 0,088 V.

361. Ca urmare a trecerii curentului printr-o soluție apoasă de sulfat de zinc timp de 5 ore, s-au eliberat 6 litri de oxigen. Determinați puterea curentului. Scrieți ecuațiile pentru reacțiile care au loc pe electrozii inerți în timpul electrolizei ZnSO 4 .

Raspuns: eu= 5,74A.

362. În ce secvență vor fi descărcați ionii metalici la catod în timpul electrolizei topiturii unui amestec de săruri KCl, ZnCl 2 , MgCl 2 . Explicați răspunsul.

Răspuns: ZnCl2 (D E\u003d 2,122 B), MgCl2 (D E= 3,72 V),

KCl(D E= 4,28 V).

363. Ca rezultat al trecerii unui curent de 1,2 A printr-o soluție apoasă de sare de metal bivalent timp de 1 oră, s-au eliberat 2,52 g de metal. Determinați masa atomică a acestui metal.

Raspuns: M(Cd) = 112,5 g/mol.

364. Câte grame de cupru vor fi eliberate pe catod când un curent de 5 A este trecut printr-o soluție de sulfat de cupru timp de 10 minute?

Raspuns: m(Cu) = 0,987 g.

365. Scrieţi ecuaţiile pentru reacţiile care au loc pe electrozii inerţi în timpul electrolizei clorurii de potasiu, care se află: a) în topitură; b) în soluţie.

366. În timpul electrolizei unei soluții de sulfat de cupru cu electrozi de cupru, masa catodului a crescut cu 40 g. Ce cantitate de electricitate (în coulombi) a fost trecută prin soluție?

Raspuns: Q= 121574,8 C.

367. Ce masă de cadmiu a fost eliberată la catod dacă un curent de 3,35 A a fost trecut printr-o soluție de sulfat de cadmiu timp de 1 oră?

Raspuns: m(Cd) = 7 g.

368. Ce masă de argint a precipitat la catod dacă un curent electric de 0,67 A a fost trecut printr-o soluție de azotat de argint timp de 20 de ore?

Raspuns: m(Ag) = 53,9 g.

369. Scrieţi ecuaţiile pentru reacţiile care au loc pe electrozi în timpul electrolizei unei soluţii apoase de CuCl 2: a) cu un anod inert; b) cu un anod de cupru.

370. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor care au loc pe electrozi în timpul electrolizei unei soluţii apoase de Zn(NO 3) 2: a) cu un anod inert; b) cu anod de zinc.

371. Ce cantitate de clor va fi eliberată la anod ca urmare a trecerii unui curent de 5 A printr-o soluție de clorură de argint timp de 1 oră?

Raspuns: V(Cl 2) \u003d 2 l.

372. Ce cantitate de nichel va fi eliberată când un curent de 5 A este trecut printr-o soluție de azotat de nichel timp de 5,37 ore? Scrieți ecuațiile pentru reacțiile care au loc pe electrozii inerți.

Raspuns: m(Ni) = 29,4 g.

373. Electroliza unei soluții de sulfat de nichel eliberează 4,2 L de oxigen (N.O.). Câte grame de nichel vor fi eliberate la catod?

Raspuns: m(Ni) = 22 g.

374. Ce cantitate de energie electrică este necesară pentru a produce 44,8 litri de hidrogen prin electroliza unei soluții apoase de clorură de potasiu? Scrieți ecuațiile pentru reacțiile care au loc pe electrozii inerți.

Raspuns: Q= 386000 C.

375. Calculați masa de argint eliberată la catod atunci când un curent de 7 A trece printr-o soluție de azotat de argint timp de 30 de minute.

Raspuns: m(Ag) = 14 g.

376. Cât timp durează descompunerea completă a 2 moli de apă cu un curent de 2 A?

Răspuns:53,6 ore

377. Aflați volumul de oxigen (N.O.) care este eliberat atunci când un curent de 6 A este trecut printr-o soluție apoasă de KOH timp de 30 de minute.

Raspuns: V(O2) = 627 ml.

378. Aflați volumul de hidrogen (n.o.) care va fi eliberat când un curent de 3 A este trecut printr-o soluție apoasă de H 2 SO 4 timp de 1 oră.

Raspuns: V(H 2) \u003d 1,25 l.

379. În timpul electrolizei unei soluții apoase de SnCl 2 la anod s-au eliberat 4,48 l de clor (n.o.). Găsiți masa de staniu eliberată pe catod.

Raspuns: m(Sn) = 23,7 g.

380. Când un curent de 1,5 A a fost trecut printr-o soluție de sare a unui metal trivalent timp de 30 de minute, 1,071 g de metal au fost eliberați la catod. Calculați masa atomică a metalului.

Răspuns: A r(In) = 114,8 amu

întrebări de test

1. Ce este o celulă galvanică? Descrieți principiul activității sale.

2. Care este potențialul standard al electrodului?

3. Care este forța electromotoare a unei celule galvanice? Cum se calculează EMF-ul unei celule galvanice pentru condiții standard și nestandard?

4. Care este diferența dintre celulele galvanice de metal și concentrația?

5. Ce procese au loc în timpul funcționării unei celule galvanice formată din electrozi de fier și argint scufundați în soluții ale sărurilor acestora?

6. Realizaţi diagrame ale celulelor galvanice în care electrodul de mercur este: a) anodul; b) catod.

7. Ce este electroliza?

8. Numiți produșii electrolizei unei soluții apoase de nitrat de cupru pe un anod insolubil.

9. Definiți fenomenul de supratensiune. Când apare?

Coroziunea metalelor

Coroziune – acesta este un proces spontan de distrugere a materialelor și a produselor din acestea ca urmare a efectelor fizice și chimice ale mediului, în care metalul trece într-o stare oxidată (ionică) și își pierde proprietățile inerente..

Metalele și aliajele, care vin în contact cu mediul (gazos sau lichid), sunt supuse distrugerii. Viteza de coroziune a metalelor și a acoperirilor metalice în condiții atmosferice este determinată de efectul complex al unui număr de factori: prezența umidității adsorbite pe suprafață, poluarea aerului cu substanțe corozive, modificări ale temperaturii aerului și a metalelor, natura produselor de coroziune. , etc.

Conform legilor termodinamicii chimice, procesele de coroziune apar și se desfășoară spontan numai în condiția scăderii energiei Gibbs a sistemului (∆ G<0).

91.1.Clasificarea proceselor de coroziune

1. După tipul de distrugere coroziunea este continuă și locală. Cu o distribuție uniformă a daunelor provocate de coroziune, nu reprezintă un pericol pentru structuri și aparate, mai ales în cazurile în care pierderea metalelor nu depășește standardele justificate tehnic. Coroziunea locală este mult mai periculoasă, deși pierderile de metal pot fi mici. Pericolul constă în faptul că, prin reducerea rezistenței secțiunilor individuale, reduce drastic fiabilitatea structurilor, structurilor și aparatelor.

2. În funcție de condițiile de curgere distingeți: coroziune atmosferică, gazoasă, lichidă, subterană, marină, coroziune a solului, coroziune cu curent parazit, coroziune prin stres etc.

3 . După mecanismul procesului de coroziune distinge chimicși electrochimic coroziune.

Coroziunea chimică poate apărea la interacțiunea cu oxidanți gazoși uscați și soluții de neelectroliți. Majoritatea metalelor interacționează cu gazele la temperaturi ridicate. În același timp, la suprafață au loc două procese: oxidarea metalului și acumularea de produse de oxidare, care împiedică uneori coroziunea ulterioară. În general, ecuația reacției pentru oxidarea metalelor cu oxigen este următoarea:

X M+ y/2 O 2 \u003d M X O y. (1)

Energia Gibbs de oxidare a metalului este egală cu energia Gibbs de formare a oxidului, deoarece ∆ G formarea substanţelor simple este egală cu 0. Pentru reacţia de oxidare (1) este egală cu

∆G=∆G 0-ln p O 2 ,

unde ∆ G 0 este energia Gibbs standard a reacției; p O 2 este presiunea relativă a oxigenului.

Metode de protecție împotriva coroziunii gazoase: alierea metalelor, crearea de acoperiri de protecție la suprafață și modificarea proprietăților mediului gazos.

Coroziunea electrochimică a metalelor se dezvoltă la contactul metalului cu soluțiile de electroliți (toate cazurile de coroziune în soluții apoase, deoarece chiar și apa pură este un electrolit slab, iar apa de mare este puternică). Principalii agenți oxidanți sunt apa, oxigenul dizolvat și ionii de hidrogen.

Cauza coroziunii electrochimice consta in faptul ca suprafata metalica este intotdeauna neomogena energetic datorita prezentei impuritatilor in metale, diferentelor de compozitie chimica si de faza a aliajului etc.. Aceasta duce la formarea celulelor microgalvanice la suprafata in atmosfera umeda. În zonele metalului cu o valoare potențială mai negativă, are loc procesul de oxidare a acestui metal:

M 0 + ne– =M n+ (proces anodic).

Oxidanții care acceptă electroni la catod sunt numiți depolarizatori catodici. Depolarizatorii catodici sunt: ​​ionii de hidrogen (depolarizarea hidrogenului), moleculele de oxigen (depolarizarea oxigenului).

În cea de-a 20-a sarcină a OGE în chimie, este necesar să se ofere o soluție completă. Soluția 20 a sarcinii - întocmirea unei ecuații pentru o reacție chimică folosind metoda echilibrului electronic.

Teoria pentru sarcina nr. 20 OGE în chimie

Am vorbit deja despre reacțiile redox în. Acum vom lua în considerare metoda echilibrului electronic folosind un exemplu tipic, dar înainte de asta vom afla ce fel de metodă este și cum să o folosim.

Metoda echilibrului electronic

Metoda echilibrului electronic este o metodă de egalizare a reacțiilor chimice bazată pe modificarea stărilor de oxidare ale atomilor din compușii chimici.

Algoritmul acțiunilor noastre este următorul:

• Calculăm modificarea stării de oxidare a fiecărui element din ecuația reacției chimice
• Selectăm doar acele elemente care și-au schimbat starea de oxidare
• Pentru elementele găsite se întocmește o balanță electronică, care constă în numărarea numărului de electroni dobândiți sau donați.
• Găsirea celui mai mic multiplu comun de electroni transferați
• Valorile obținute sunt coeficienții din ecuație (cu rare excepții)

Folosind metoda echilibrului electronic, aranjați coeficienții în ecuația de reacție, a cărei schemă

HI + H2SO4 → I2 + H2S + H2O

Determinați agentul oxidant și agentul reducător.

Deci, facem o balanță electronică. În această reacție, schimbăm starea de oxidare sulf și iod .

Sulful a fost în stare de oxidare +6, iar în produse - -2. Iodul a avut o stare de oxidare de -1 și a devenit 0.

Dacă aveți dificultăți cu calculul, amintiți-vă.

1 | S +6 + 8ē → S –2
4 | 2I –1 – 2ē → I 2

Sulful ia 8 electroni, iar iodul dă doar doi - un multiplu comun de 8 și factori suplimentari de 1 și 4!

Aranjam coeficientii in ecuatia reactiei in functie de datele obtinute:

8HI + H2SO4 = 4I2 + H2S + 4H2O

Nu uitați să indicați că sulful în starea de oxidare +6 este agent oxidant , A iod în stare de oxidare –1 – agent de reducere.