Дополнительные задачи на темы

Дополнительные задачи на темы

«Электродные реакции в растворах» и «электролиз»

1. Железную пластинку поместили в раствор, содержащий смесь сульфатов железа (2+) и меди (2+) с концентрациями по ~ 1M в расчете на каждую из солей. Начнется ли самопроизвольная реакция

Fe_(мет) + CuSO_{4 (p-p)} = Cu_(мет) + FeSO_{4 (p-p)} (1)

при комнатной температуре и атмосферном давлении? Привести доказательство с позиций термодинамики. Можно ли такую реакцию считать необратимой? Считать, что железо находится в большом избытке по отношении к соли меди.

Для справки: E °(Fe²⁺/Fe) = ‑0,44 В, E °(Cu²⁺/Cu) = +0,34 В.

2. Серебряные опилки (избыток) залили 1 л 0,1 М раствора нитрата палладия (+2). Началась реакция

Pd²⁺ + 2Ag_(мет) = 2Ag⁺ + Pd_(мет) (2)

Найти концентрации ионов серебра (+1) и палладия (+2) в образовавшемся растворе после длительного выдерживания реакционной смеси в стандартных условиях.

Для справки: E °(Ag⁺/Ag) = +0,80 В, E °(Pd²⁺/Pd) = +0,85 В*.

Плотности начального и конечного растворов принять за 1 г/мл.

*Примечание: для пары Pd²⁺/Pd стандартный электродный потенциал указан для случая, когда Pd находится в мелкораздробленном порошковом состоянии, что соответствует условиям задачи.

3. Стандартный электродный потенциал E ° для полуреакции (3)

Hg₂²⁺ + 2`e = 2Hg (3)

составляет +0,79 В. Произведение растворимости дийодида диртути ПР(Hg₂I₂)» 10^‑29 (для равновесия 4)

Hg₂I₂ = 2 Hg₂²⁺ + 2I^‑. (4)

Будет ли наблюдаться выделение газообразного водорода при самопроизвольном протекании реакции (5) при температуре +27 °С, если капельку металлической ртути поместить в 0,1 М раствор йодоводородной кислоты?

2Hg_{мет, ж} + 2HI_{водн р-р} ® Hg₂I₂¯+ H₂­. (5)

Возможные кинетические затруднения не учитывать.

4. Стандартный электродный потенциал E ° для полуреакции (6)

Cu²⁺ + 2`e = 2Cu(мет) (6)

составляет +0,34 В. Стандартный электродный потенциал E ° для полуреакции (7)

Cu⁺ + `e = Cu(мет) (7)

составляет +0,51 В.

Доказать, что если какая-то соль меди (+1) должна быть хорошо растворимой в воде (например, Cu₂SO₄ или CuF), то попытка растворения этой соли в воде означает для нее «смертный приговор»: при попадании в воду такая соль диспропорционирует с выделением гидратированных катионов Cu²⁺ и металлической меди.

5. Водный раствор ZnCl₂ в 1 часа подвергали электролизу при термостатировании при температуре 0°С. На катоде одновременно выделялся некоторый газ и металл, на аноде – практически только хлор. Масса выделившегося на катоде металла составила 6,5 г, а объем образовавшегося там же газа – 0,112 л.

а) Найти объем выделившегося хлора, растворимостью которого в растворе хлорида цинка пренебречь.

б) Найти силу тока при таком электролизе (в предположении, что она была постоянной).

6. Электролиз раствора хлорида олова (II) вели в течении длительного времени при напряжении 2 В. На катоде выделялось олово, на аноде – только хлор. Однако количественно выделить все олово из раствора не удалось: скорость его выделения постоянно уменьшалась и, начиная с некоторого времени, выделение металла прекратилось.

а) Почему не удалось извлечь из раствора все олово?

б) Найти остаточную концентрацию ионов Sn²⁺ в таком растворе, если концентрацию хлорид-ионов в растворе все время поддерживали постоянной и равной 1 М.

Стандартные электродные потенциалы для реакций разряда катиона и аниона принять за
‑0,136 и +1,36 В соответственно. Коэффициенты активности для всех ионов принять за 1. Комплексообразованием и эффектом перенапряжения пренебречь.

Дата добавления: 2015-11-04