Задачи для подготовки к модульному контролю.

1. Вычислите э. д. с. суммарной реакции, протекающей в каждом из гальванических элементов

1) Ni | Ni²⁺ (0,200 М) || Ag⁺ (0,00500 М) | Ag

2) Pt | I^- (0,500 М), I₃^- (0,0300 М) || Cd²⁺ (0,100 М) | Cd

3) Pb | Pb²⁺ (0,0250 М) || Cu²⁺ (0,300 М) | Cu

4) Ag | AgCl(тв), Cl^- (0,100M) || Hg₂SO₄(тв), SO₄^2- (2,00 M) | Hg

5) Pt|VO₄⁺ (0,0200 M), VO²⁺ (0,100 M), H⁺ (0,500 M) || Tl⁺ (0,0400 M) | Tl

6) Zn|Zn²⁺(0,001 моль/л)||Cu²⁺(0,1 моль/л)|Cu

7) Al|Al³⁺(0,05 моль/л)||Ag⁺(0,03 моль/л)|Ag

8) Pt|Sn^II(0,01 моль/л), Sn^IV(0,001 моль/л)||Fe²⁺(0,01 моль/л), Fe³⁺(10^-6 моль/л)|Pt

9) Pt|Sn^II(0,01 моль/л), Sn^IV(0,001 моль/л)||Fe(CN)₆^2-(0,1 моль/л), Fe(CN)₆^3-(0,l моль/л)|Pt

10) Pt|Fe²⁺(0,01 моль/л), Fe³⁺(10^-6 моль/л)||Cr₂O₇^2-(0,1 моль/л), Cr³⁺(10^-6 моль/л), pH=0|Pt

11) Pt|Mn²⁺(0,05 моль л), MnO₄^-(0,03 моль/л), CH₃COOH(1моль/л)||Fe²⁺(0,05 моль/л),Fe³⁺(0,1 моль/л)|Pt

12) H₂(Pt)|HClO₄(5%-й p-p) ||AgCl (нас p-p)|Ag

13) Hg|Hg₂Cl₂(тв), 2%-ный p-p KCl||0,1 M. HCl|H₂(Pt)

В каком направлении пойдет соответствующая химическая реакция?

2. Для каждого из следующих гальванических элементов

1) запишите две полуреакции и суммарную реакцию в элементе;

2) вычислите э. д. с. для каждого элемента из уравнения Нернста:

3) вычислите константу равновесия для каждой реакции в элементе;

4) определите анод и катод и обозначьте электроды знаками + или —

Cu | CuSO₄ (0,02 M) || Fe²⁺ (0,2 М), Fe³⁺ (0,01 M), HCI (1 M) | Pt

Pt | Pu⁴⁺ (0,1 М), Pu³⁺ (0,2 М) || AgCl(тв), HC1 (0,03 M) | Ag

Pt | KBr (0,2 M), Br₃^- (0,03 M) || Ce⁴⁺ (0,01 M), Ce³⁺ (0,002 M), H₂SO₄ (1 M) | Pt,

Pt, Cl₂ (0,1 атм) | HCI (2,0 M) || HCI (0,1 M) | H₂ (0,5 атм), Pt

Zn | ZnCl₂ (0,02 M) || Na₂SO₄ (0,1 M), PbSО₄(тв) | Pb

Pt | UO₂⁺ (0,005M), U⁴⁺ (0,l M), HClO₄ (0,2 M) || HBr (0,3 M), AgBr(тв) | Ag

3. Оцените константы равновесия для каждой из следующих реакций:

1) Ag+Fe³⁺ÛAg⁺+Fe²⁺

2) 2Cr²⁺+Со²⁺Û2Cr³⁺+Со

3) Br₂(aq)+3I^-Û2Br^-+I₃^-

4) 2V³⁺+UO₂²⁺Û2VO²⁺+U⁴⁺

5) 2Co³⁺+CoÛ3Co²⁺

6) Се⁴⁺+Fe(CN)₆^4- ÛСе³⁺+Fe(CN)₆^3- (среда 1 M HClO₄)

7) 5Fe²⁺+МnО₄^-+8Н⁺Û5Fe³⁺+Mn²⁺+4Н₂О

8) Fe²⁺+Cu²⁺ÛFe³⁺+Cu⁺

9) 2HNO₂ + 2I^-+2H+Û 2NO + I₂ + 2H₂O

10) S₄O₆^2-+2I-Û2S₂O₃^2- + I₂

11) H₂S + I₂Û2H⁺+S + 2I^-

12) HNO₂ + NH₄⁺Û N₂ + H⁺ + 2Н₂O

13) 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O Û Cr₂O₇^2- + 6Fe²⁺ + 14H⁺

14) SO₄^2- + 2I^- + 4H⁺ Û H₂SO₃ + I₂ + H₂O

15) 2MnO₄^- + 5HNO₂ + H+ Û 2Mn²⁺ + 5NO₃^- + 3H₂O

16) Cr₂O₇^2- +6I^-+ 14H⁺ Û 2Cr³⁺+ 3I ₂+7H₂O

17) Cr₂O₇^2- + 6Mn²⁺ + 22H⁺ Û 10Cr³⁺ + 6MnO₄^- + 11H₂O

18) Fe³⁺ + SnCl₄^2- + 2Cl^- Û 2Fe²⁺ + SnCl₆^2-

В каком направлении пойдут реакции при смешении эквимолярных количеств реагентов?

4. Дано

I₂(aq)+2е^-Û2I^-; Е°=+0,6197 В

I₂(тв)+2е^-Û2I^-; E°=+0,5345 В

где символ (aq) означает, что активность иода в водном растворе равна единице, а (тв) - означает чистый твердый иод, активность которого также равна единице. Вычислите растворимость (в моль/л) твердого иода в воде.

5. Оцените константу равновесия для реакции образования трииодид-иона

I₂(aq)+I^-Û I₃^-

зная, что

I₂(aq)+2е^-Û2I^-; E°=+0,6197 В

I₂(тв)+2е^-Û2I^-; E°=+0,5345 В

6. Вычислите произведение растворимости для иодида меди (I)

CuI(тв)ÛCu⁺+I^-

из следующих данных

Cu²⁺+e^-ÛCu⁺; E°=+0,153 В

Cu²⁺+I^-+е^-ÛCuI; Е°=+0,86 В

7. Дано

Ag+2CN^-ÛAg(CN)₂^-+е^-; Е°=+0,31 В

AgÛAg⁺+е^-; Е°=-0, 80 В

Вычислите константу равновесия (диссоциации) для реакции

8. Дано:

Cu²⁺+2е^-ÛСи; E°=+0,34В

Cu⁺+е^-ÛCu; E°=+0,52 В

Cu²⁺+Cl^-+е^-ÛCuCl(тв); Е°=+0,54 В

Вычислите произведение растворимости CuCl(тв).

9. Вычислите стандартный потенциал (Е°) для полуреакции

Au⁺+е^-ÛAu

исходя из следующих данных:

Au³⁺+2e^-ÛAu⁺; E°=+1,41 В

Au³⁺+Зе-ÛAu; E°=+1,50 В

10. Дано

МnО₄^-+8Н⁺+5e^-ÛМn²⁺+4Н₂О; E₁°=+1,5 В

Мn³⁺+е^-ÛМn²⁺; E₂°=+1,51 В

Вычислите стандартный потенциал E₃° полуреакции

МnО₄^-+8Н⁺+4e^-ÛМn³⁺+4Н₂О

11. Дано

2HBrO+2Н⁺+2е^- Û Br₂+2Н₂О; Е₁°= 1,59 В

2ВrО₃^-+12Н⁺+10e^- Û Вr₂+6Н₂О; Е₂°= 1,52 В

Вычислите Е₃° полуреакции

ВrО₃^-+5Н⁺+4е^-ÛНВrО + 2Н₂О

12. Рассмотрим гальванический элемент

Pt | Сr⁺ (0,30 М), Сr^2-+ (0,010 М) || AgCl(тв), Cl^- (0,025 М) | Ag

Как будут качественно влиять на значение э.д.с. гальванического элемента следующие воздействия:

1) добавление 10 г твердого хлорида серебра к правостороннему полуэлементу;

2) добавление 10 г хлорида натрия в правосторонний полуэлемент;

3) добавление 10 мл воды в левосторонний полуэлемент;

4) добавление растворимой соли хрома (III) в левосторонний полуэлемент;

5) добавление некоторого количества нитрата серебра в правосторонний полуэлемент?

13. Рассчитайте равновесные концентрации ионов кобальта (II) и таллия (полученные в результате обработки 0,250 М раствора сульфата кобальта(II) избытком чистого металлического таллия.

14. Церий (IV) и железо (II) реагируют, образуя церий(III) и железо(III)

Се⁴⁺+Fe²⁺ÛСе³⁺+Fe³⁺

1) Вычислите равновесные концентрации всех четырех ионов в растворе, приготовленном смешением 5,0 мл 0,0500 М раствора сульфата церия (IV) с 25 мл 0,0150 М раствора сульфата железа(II). Допустим, что растворы были 1 М по серной кислоте.

2) Вычислите равновесные концентрации всех четырех ионов в растворе, приготовленном смешением 25,0 мл 0,0200 М раствора сульфата церия (IV) с 17,0 мл 0,0200 М раствора сульфата железа (II). Допустим, что растворы были 1 М по серной кислоте.

15. Дано

Cd²⁺+2е^-ÛCd; E° = -0,403 В

Fe²⁺+2е^-ÛFe; Е°= -0,440 В

Вычислите равновесную концентрацию иона кадмия после встряхивания 0,0500 М раствора иона кадмия с избытком чистых железных металлических опилок.

16. Рассмотрим гальванический элемент

Cd | Cd²⁺ (0,100 М) || Hg²⁺ (0,000300 М) | Hg

1) Напишите полуреакции, протекающие в элементе, когда электроды замкнуты посредством соединительного провода.

2) Напишите суммарную реакцию в элементе.

3) Вычислите Е° суммарной реакции в элементе.

4) Вычислите э.д.с. гальванического элемента.

17. Металлический кадмий реагирует с ванадием (III) по реакции

Cd+2V³⁺ÛCd²⁺+2V²⁺

Если 0,0750 М раствора ванадия (III) встряхивают с избытком металлического кадмия, каковы будут равновесные концентрации V³⁺, V²⁺ и Cd²⁺?

18. Если электродвижущая сила гальванического элемента

+ Pb | Pb²⁺ (0,0860 М) || Тl⁺ | Т1 -

равна 0,280 В, какова должна быть концентрация иона таллия в правостороннем полуэлементе?

19. Если электродвижущая сила гальванического элемента

- Ag | AgCl(тв), Cl^- (0,100М) || Fe³⁺ (0,0200М), Fe²⁺ | Pt +

равна 0,319 В, какова должна быть концентрация Fe²⁺ в правостороннем полуэлементе? Допустим, что концентрация раствора в правостороннем полуэлементе была 1 М по серной кислоте.

20. Если электродвижущая сила гальванического элемента

-Pt, Н₂ (0,250 атм) | Раствор с неизвестным pH || AgCl(тв), Cl^- (1,00 М) | Ag +

равна 0,60113, какое рН неизвестной пробы?

21. Рассчитайте потенциал ртутного электрода, погруженного в

1) 0,0400 М раствор Hg(NO₃)₂,

2) 0,0400 М раствор Hg₂(NO₃)₂,

3) 0.0400 М раствор КСl, насыщенный Hg₂Cl₂,

4) 0,0400 М раствор Hg(SCN)₂ (Hg²⁺+2SCN^-ÛHg(SCN)₂, К=1,8×10¹⁷).

22.. Рассчитайте потенциал медного электрода, погруженного в

1) 0,0200 М раствор Сu²⁺,

2) 0,0200 М раствор Сu⁺,

3) 0,0300 М раствор КI, насыщенный CuI,

4) 0,001 М раствор NaOH, насыщенный Сu(ОН)₂.

23. Рассчитайте потенциал платинового электрода, погруженного в раствор, содержащий

1) 0,075 М Fe₂(SO₄)₃ и 0,060 М FeSO₄,

2) 0,244 М V³⁺, 0,414 М VO²⁺ и 1,00×10^-5 М NaOH,

3) 0,111 М KI и 0,200 М КI₃,

4) 0,117 М K₄Fe(CN)₆ и 0,333 М K₃Fe(CN)₆₎

5) 0,0731 М SbONO₃, 0,0100 М HNO₃ и насыщенный Sb₂O₅,

6) 0,0731 М SbONO₃, 1,00×10^-5 М HNO₃ и насыщенный Sb₂O₅.

7) 0,313 М Tl₂(SO₄)₃ и 0,209 М Tl₂SO₄,

8) раствор, насыщенный водородом при давлении 1,00 атм и рН 3,50,

9) 0,0774 М UO₂²⁺, 0,0507 М U⁴+ и 1,00×10^-4 М НС1О₄,

10) 0,0627 М S₂O₃^2- и 0,0714 М S₄O₆^2-,

11) 0,0540 М Сг₂О₇^2-, 0,149 М Сг³⁺ и 0,100 М НСlО₄.

24. Укажите, какой из названных ниже полуэлементов будет анодом, а какой катодом в паре со стандартным водородным электродом. Рассчитайте потенциал элемента.

1) Pb|Pb²⁺ (0,200×10^-3 М),

2) Sn⁴⁺ (0,200 М), Sn²⁺ (0,100 М),

3) Sn⁴⁺ (1,0×10^-6 М), Sn²⁺ (0,50 М),

4) Pt|Ti³⁺ (0,300 М), ТiO²⁺ (0,100 М), Н⁺ (0,200 М),

5) Ag|AgBr(нас.), KBr (1,00×10^-4 М),

6) Ag|AgNO₃ (0,0100 М), KBr (0,400 М).

7) Pt|V³⁺ (0,50M),V²⁺ (1,00×10^-6М),

8) AgNO₃ (0,0100 М), Na₂S₂O₃ (0,0200 М),

9) AgNО₃ (0,100 М), Na₂S₂O₃ (0,200 М),

10) Bi|BiCl₄^-(0,010 М), Сl^- (0,500 М),

25. Рассчитайте теоретический потенциал каждой из указанных ячеек. Какие из них являются гальваническими элементами, а какие электролитическими ячейками?

1) Рb|РbSО₄(нас.), SO₄^2- (0,200 М) ||Sn²⁺ (0,1 50 М), Sn⁴⁺ (0,250 М) | Pt,

2) Pt|Fe³⁺(0,0100M), Fe²⁺(0,00100M)||Ag⁺(0,0350M)|Ag,

3) Сu|CuI(нас.), KI(0,0100 М)||КI(0,200М), Сu(нас.) | Сu,

4) Pt|UO₂²⁺(0,100 M), U⁴⁺(0,0100 М), H⁺(l,00×10^-6M)||AgCl(нас.), KCl(l,00×10^-4M)|Ag,

5) Hg|Hg₂Cl₂(нас.), Cl^-(0,0500 M)||V²⁺ (0,200 M), V³⁺ (0,300 М)|Pt,

6) Pt|VO²⁺(0,250 M), V³⁺(0,100 M), H⁺ (1,00×10^-3М)||Тl³⁺ (0, 100 М); Tl⁺(0,0500 M)|Pt.

26. Произведение растворимости Ag₂SO₃ равно 1,5×10^-14. Рассчитайте Е° полуреакции

Ag₂SO₃(тв.)+2e^-Û2Ag(тв.)+SO₄^2-.

27. Рассчитайте Е ° полуреакции

ZnY^2-+2е^-ÛZn(тв.)+Y^4-,

где Y^4- - полностью депротонированный анион ЭДТА. Константа устойчивости:ZnY^2- равна 3,2×10¹⁶.

28.. Рассчитайте Е° полуреакции

VY^-+e^-ÛVY^2-

если константа устойчивости комплекса ЭДТА с V²⁺ равна 5,0×10¹², а с V³⁺ 7,9×10²⁵.

Дата добавления: 2015-11-14