Задачи для самостоятельной работы

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 46Следующая ⇒

Задачи 1 - 7. Вычислите электродный потенциал металла (), находящегося в растворе соли данного металла с заданной концентрацией (моль/л). На какую величину увеличится или уменьшится этот потенциал, если увеличить концентрацию раствора соли в 10 раз? Как это отразится на активности металла как восстановителя? Как при этом изменяется окислительная активность ионов металла?

Задача №	Металл	Соль в растворе	Концентрация соли, моль/л
	Mn	MnCl₂	0,01
	Zn	ZnSO₄	0,1
	Ni	Ni(NO₃)₂	0,001
	Cr	Cr₂(SO₄)₂	0,05
	Cu	CuSO₄	0,01
	Fe	FeSO₄	0,1
	Ag	AgNO₃	0,001

Задачи 8 - 11. Вычислите потенциал газового электрода при температуре 25^о С, парциальном давлении газа 1 атм и заданной концентрации ионов водорода [H⁺] в растворе (моль/л). Как и на какую величину изменится потенциал этого электрода при уменьшении концентрации ионов водорода в 10 раз? Какие металлы могут подвергаться коррозии (окисляться) при соответствующих рН в отсутствие и в присутствии кислорода?

Задача №	[H⁺], моль/л	Электрод
	10^-1	Кислородный
	10^-7	Кислородный
	10^-3	Водородный
	10^-7	Водородный

Задачи 12 – 15. Имеются два металла (Ме₁ и Ме₂), каждый из которых находится в растворе соли, содержащем собственные ионы (Ме₁/Ме₁ⁿ⁺, Ме₂/Ме₂ⁿ⁺), при стандартных условиях. Каковы значения их потенциалов? Вычислите, какой должна быть концентрация ионов металла [Ме₁ⁿ⁺], чтобы электродный потенциал первого металла стал равен стандартному электродному потенциалу второго металла .

№ задачи	Электрод 1 Ме₁/Ме₁ⁿ⁺	Электрод 2 Ме₂/Ме₂ⁿ⁺
	Sn / Sn²⁺	Ni / Ni²⁺
	Au / Au⁺	Au / Au³⁺
	Cd / Cd²⁺	Fe / Fe²⁺
	Fe / Fe³⁺	Pb / Pb²⁺

Задачи 16 - 21. Напишите уравнения электродных реакций, протекающих в процессе работы данного гальванического элемента, вычислите его максимальную электродвижущую силу и укажите направление движения электронов во внешней цепи.

16. Sn/Sn²⁺ (0,01моль/л) II (0,1моль/л) Cu²⁺/ Cu

17. Cu/Cu²⁺(1 моль/л) II (0,01моль/л) Cu²⁺/Cu

18. Cr/Cr³⁺ (0,1 моль/л) II (0,01 моль/л) 2H⁺/H₂ (Pt)

19. Al/Al³⁺ (0,001 моль/л) II (0,1 моль/л) Ag⁺/Ag

20. Ni/Ni²⁺ (0,01 моль/л) II (0,01 моль/л) Hg²⁺/Hg

21. Au/Au³⁺(1 моль/л) II (0,1 моль/л) 2H⁺/H₂ (Pt)

Задачи 22 – 26. Какие окислительно-восстановительные процессы протекают на электродах данных гальванических элементов? На основании стандартных электродных потенциалов выберите гальванический элемент с наибольшей электродвижущей силой и рассчитайте ее величину.

22. Cu/Cu(NO₃)₂II Pb(NO₃)₂/Pb; Cr/CrCl₃II CuCl₂/Cu.

23. Cu/Cu(NO₃)₂ II AlCl₃/Al; Au/Au³⁺II H₂SO₄ /H₂ (Pt).

24. Cr/CrCl₃II CuCl₂/Cu; Cr/CrCl₃ II HCl /H₂ (Pt).

25. Zn/Zn(NO₃)₂ II AgNO₃/Ag; Zn/Zn(NO₃)₂ II Cu(NO₃)₂/Cu.

26. Pb/Pb(NO₃)₂ II AgNO₃/Ag; Ni/NiCl₂ II HgCl₂ /Hg.

Задачи 27 - 30. Какие окислительно-восстановительные процессы протекают на электродах предложенных гальванических элементов? Какой из них является поляризующимся?

27. Zn/H₂SO₄II CuSO₄/Cu; Zn/ZnSO₄ II CuSO₄/Cu;

Zn/ZnSO₄ II H₂O / Cu.

28. Ni/NiSO₄ II CuSO₄/Cu; Ni / H₂SO₄II CuSO₄/Cu;

Ni/NiSO₄ II H₂SO₄/Cu.

29. Ni/NiCl₂ II HCl /Н₂(Pt); Ni/HCl II H₂SO₄/Cu;

Ag/AgNO₃ // H₂SO₄ /H₂ (Pt).

30. Fe/FeCl₂ II CuCl₂/Cu; Fe/HCl II CuCl₂/Cu;

Fe/FeCl₂ II HCl/Cu.

Задачи 31 – 40. Какие окислительно-восстановительные процессы происходят при контакте железного (Fе) изделия с другими металлами? Какой металл при этом окисляется? Составьте схемы работы гальванических элементов, образующихся при коррозии металлов в данных условиях.

№ задачи	Металлы, контактирующие с Fe- изделием	Среда
	Zn, Cr	раствор H₂SO₄
	Zn, Cu	влажная чистая атмосфера, (Н₂О + О₂), рН = 5.5
	Ni, Cr	влажная промышленная атмосфера (О₂ + Н⁺) и примеси газов SO₂, HCl, SO₃, рН ≈ 3.0
	Sn, Al	пресная вода
	Ag, Cr	водная среда с pН <7 (отсутствие кислорода)
	Co, Mg	влажная чистая атмосфера
	Zn, Sn	морская вода
	Cd, Ni	раствор электролита (рН > 7)
	Mg, Sn	влажная промышленная атмосфера (H₂O + О₂ и примеси SO₂, HCl, SO₃)
	Pb, Cd	влажная чистая атмосфера

Задачи 41 - 45. Железо имеет покрытие из другого металла. Какой из металлов (железо или покрытие) будет корродировать в случае повреждения поверхностного слоя покрытия? Укажите, какое покрытие для железа является анодным и какое — катодным? Составьте схемы процессов, происходящих на электродах образующихся гальванических элементов в указанных средах.

№ Задачи	Металл покрытия	Среда
	Cu, Mg	пресная вода
	Zn, Sn	морская вода (Cl^-)
	Sn, Al	кислая среда
	Ag, Zn	влажная атмосфера (Н₂О + О₂)
	Ni, Ag	влажная промышленная атмосфера (H₂O, SO₂, HCl, CO₂)

Задачи 46 - 50. Металл склепан с другим металлом. Какой из металлов будет подвергаться электрохимической коррозии? Составьте схему гальванического элемента при погружении этой пары металлов в указанную среду. Рассчитайте ЭДС данного гальванического элемента с учетом того, что электродный потенциал катода зависит от рН среды (уравнения 1.8 и 1.10).

№ Задачи	Ме₁ / Ме₂	Среда
	Al / Cu	чистая влажная атмосфера, рН=5.5
	Al / Cu	кислый водный раствор c рН=4 (предполагается отсутствие О₂)
	Sn / Fe	влажная промышленная атмосфера (H₂O, SO₂, HCl, CO₂), рН=3
	Sn / Fe	чистая влажная атмосфера, рН=5.5
	Cu / Zn	морская вода, рН=7

Задачи 51 – 54. Предложите и обоснуйте пример металла, который может служить протектором для защиты изделия от коррозии в водной среде и в контакте с воздухом. Напишите уравнения электродных процессов и схемы образующихся гальванических элементов.

№ задачи	Изделие	№ задачи	Изделие
	Fe		Zn
	Sn		Ni

Задачи 55 – 58. Рассмотрите коррозию изделия, погруженного в электролит, содержащий кислоту. Приведите уравнения электродных процессов и схемы образующихся микрогальванических элементов.

№ задачи	Изделие	№ задачи	Изделие
	оловянистая бронза (Cu / 8-10% Sn)		Cплав Sn / Ag
	Сплав Ni / Сu		луженое железо (Fe / Sn)

Задачи 59 – 60. Рассмотрите коррозию изделия в чистой влажной атмосфере (рН=5.5). Приведите уравнения протекающих электродных процессов и схемы образующихся коррозионных микрогальванических элементов. Начнет ли окисляться в этой атмосфере второй металл и когда, если это возможно? Ответ подтвердите расчетом.

№ задачи	Изделие	№ задачи	Изделие
	Латунь (сплав Cu / Zn)		алюминиевая бронза (Cu / Al)

Варианты задач

№ варианта	№ задачи

Задачи повышенной сложности

Гальванические элементы состоят из двух металлических электродов (М₁ и М₂) в растворах электролита. Если в таблице (в скобках) не указана концентрация потенциалопределяющих ионов (ионов металла, ионов водорода или значение рН раствора кислоты), то она принимается стандартной (1 моль/л), как и парциальное давление газа в водородном электроде (1 атм). Рассчитайте, при каких равновесных концентрациях ионов в анодном и катодном пространстве (при одинаковом их объеме) произойдет разрядка данного гальванического элемента?

Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 46; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!