Типовые задачи 2015-2016

1. В ячейке для измерения электропроводности электроды со стороной 3´ 3 см размещены на расстоянии 2 см. Ячейка заполнена раствором 1-1 валентного электролита с концентрацией 0.03 моль/л. При напряжении 4 В через раствор протекает ток 10 мА. Найти удельную и молярную электропроводности раствора

2. Удельная электропроводность 1% – ного по массе водного раствора пропионовой кислоты C₂H₅COOH при 298 К составляет 4, 79 10^–4 Ом^-1 см^-1. Считая, что плотность раствора равна 10^-3 кг/см³, определить рН этого раствора. Данные о предельных подвижностях ионов возьмите из справочника.

3. Составить уравнения материального баланса по анолиту и католиту при электролизе раствора NaCl с нерастворимыми электродами? Измениться ли уравнение баланса по католиту, если вместо платинового катода использовать железный катод? Ответ поясните.

4. Раствор, содержащий1, 139 мг Ag в1 см³, подвергается электролизу между серебряными электродами. После электролиза жидкость вблизи анода содержит 39, 66 мгAg в 20, 09 см³ раствора. За время электролиза в присоединенном кулонометре отложилось 32, 1 мг серебра. Молярная масса серебра равна 107, 9 г. Найти числа переноса ионов Ag⁺ и NO₃^-.

5. Рассчитать скорость движения иона Na⁺ в водном растворе при 25^oC, если разность потенциалов 10 В приложена к электродам, находящимся на расстоянии 1 см друг от друга. Сколько времени понадобится иону, чтобы пройти расстояние от одного электрода до другого?

6. Эквивалентная электропроводность раствора монохлоруксусной кислоты с разведением 512 л/моль при 298К равна 219, 4 Ом^-1 см² г-экв^-1. Определите степень диссоциации кислоты в этих условиях, если эквивалентная электропроводность монохлоруксусного натрия при 298К и бесконечном разведении равна 89, 8 Ом^-1 см² г-экв^-1. Предельные подвижности ионов натрия и ионов водорода соответственно равны 50, 1 и 349, 8 Ом^-1 см² г-экв^-1.

7. Привести уравнения материального баланса при электролизе раствора сульфата натрия с нерастворимыми анодами. Измениться ли уравнение баланса по аналиту, если вместо платинового анода использовать медный? Ответ поясните.

8. Раствор хлористого кадмия был подвергнут электролизу в приборе для определения чисел переноса с платиновым катодом и кадмиевым анодом. Анодное отделение содержало до электролиза 0, 2016% Cl ^– ионов, а после электролиза 0, 0802 г Cl ^– ионов в 33, 59 г анодного раствора. Молярная масса серебра равна 107, 9 г. В серебряном кулонометре, включенном последовательно, выделилось 0, 06662 г серебра. Чему равны числа переноса ионов ½ Сd²⁺ и Cl^‑ ?

9. Рассчитайте диффузионный потенциал на обеих границах растворов элемента

10. Эквивалентные электропроводности растворов NаОН, NаС1 и НС1 при 291, 2 К равны 370, 200 и 102 См ∙ см² ∙ моль^{‑ 1} соответственно.

11. Потенциал свинцового электрода в 0, 01 М растворе нитрата свинца относительно каломельного электрода равен –0, 469 В при 298 К. Вычислите стандартный потенциал этого электрода относительно каломельного электрода. Средний коэффициент активности раствора равен 0, 69.

12. Чему равен потенциал электрода С1^– | Сl₂, Pt, если платиновая пластина погружена в 0, 001 М раствор НС1 (γ _± = 1) и через раствор пропускается газообразный хлор под давлением p = 1 атм? Стандартный потенциал электрода Сl^– | Сl₂, Pt равен +1, 360 В.

13. Какова стандартная электродвижущая сила цепи при 298, 2К, если константа устойчивости комплекса меди с этилендиамином равна 1, 3·10²⁶.

14. Рассчитайте потенциал серебряного электрода, погруженного в раствор объемом 200 см³, содержащий AgNO₃ массой 0, 17 г. Средний коэффициент активности примите равным единице, стандартный электродный потенциал серебряного электрода составляет +0, 799 В.

15. Найдите диффузионный потенциал на границе двух растворов AgNO₃ при 291, 2 К, если отношение средних активностей в этих растворах равно 10 и число переноса = 0, 53.

16. Вычислить величину диффузионного потенциала, возникающего при 291, 2 К на границе раздела растворов KС1 и KОН одинаковой активности (a _KCl = a _KOH = 0, 001). С какой стороны граница между этими растворами будет заряжена положительно? Подвижности ионов K⁺, С1^–, ОН^– равны 64, 3; 65, 3 и 274 См ∙ см² ∙ моль^{‑ 1} соответственно.

17. Задача 1. Цинковый электрод погружен в 0, 1 н — раствор ZnSO₄ при 20^оС. Вычислить насколько изменится электродный потенциал цинка, если раствор сульфата цинка разбавить в 10 раз. Учесть, что средний коэффициентактивности электролита при этом увеличится от 0, 40 до 0, 64.

18. Задача 2 Стандартные электродные потенциалы Cu⁺, Cu и Cu²⁺, Cu при 25^оС равны 0, 520 и 0, 337 В.

19. Определить стандартный окислительно - восстановительный потенциал Cu²⁺, Cu⁺ - электрода.

20. Задача 3. Стандартные электродные потенциалы: E 0(Pb2+/Pb) и
E^o (SO₄^2-|PbSO₄, Pb) равны при 25^оС, соответственно, - 0, 126 и - 0, 355 В.

21. Составить цепь, написать реакции на электродах и общую реакцию в цепи и найти произведение растворимости соли PbSO₄.

22. Задача 4. Эдс цепи:

23. (-) Ag|AgCl, BaCl₂ (m = 0, 05)|BaCl₂ (m = 0, 01), AgCl|Ag (+)

24. при 25^оС равна 0, 02275 В. Коэффициенты активности ВаСl₂ при m = 0, 05 и m = 0, 01 равны соответственно 0, 564 и 0, 716. Вычислить число переноса ионов Ва²⁺, считая его в интервале указанных концентраций постоянным.

25. Задача 2 Стандартные электродные потенциалы Cu⁺, Cu и Cu²⁺, Cu при 25^оС равны

26. Задача 3 Стандартные электродные потенциалы при 25^оС:

27. Е⁰ (Au ⁺/Au) = 1, 7 В и Е⁰ (Au(CNS)₂^-/Au) = 0, 69 В.

28. Составить цепь, написать реакцию на электродах и общую реакцию в цепи и определить константу нестойкости комплекса Au(CNS)₂^-.

29. Задача 4. Вычислить диффузионный потенциал на границе растворов:

HCl (a = 0, 1) | LiCl (a = 0, 1)

при 25^оС. Подвижности ионов H⁺ и Li⁺ при этой температуре равны, соответственно, 349, 82 10^-4 и 38, 69 10^-4 (См^. м²-мольэкв^-1-.).

30. Задача 4. Вычислить диффузионный потенциал на границе растворов:

K₂SO₄ (a = 0, 1) | K₂SO₄ (a = 0, 01)

при 25^оС, если подвижности ионов K⁺ и 1/2 SO₄^2- при этой температуре

равны, соответственно, 63, 7 10^- и 68, 7 10^- (См^. м²-мольэкв^-1-.).

31. Задача 2. Стандартные потенциалы электродов Hg²⁺, Hg и Hg₂²⁺, 2Hg при 25^оС равны, соответственно, 0, 860 и 0, 796 В. Определите стандартный окислительно — восстановительный потенциал электрода Hg₂²⁺, 2Hg²⁺.

32. Привести уравнения материального баланса по анолиту и католиту при электролизе раствора сульфата алюминия с платиновым анодом и железным катодом? Как измениться уравнение баланса, если анод заменить на алюминиевый? Ответ поясните.

33. 2. На электрохимическое рафинирование (очистку) в растворе серной кислоты поступил черновой никель, содержа­щий примеси меди и цинка. Какие процессы будут протекать на электродах (катод - графит; анод - очищаемый металл)? Какое время нужно для проведения рафинирования при токе 1000 А, чтобы выделилось 10 кг никеля при ВТ = 98 %?

34. 3. Гальваническая цепь составлена железом, погружен­ным в раствор его соли с концентрацией Fe²⁺, равной 0, 001 моль/л, и медью, погруженной в раствор ее соли. Какой концентрации должен быть раствор соли меди, чтобы ЭДС цепи стала равной нулю?

35. 2. Определите время, необходимое для получения 1 кг металлического серебра на графитовом катоде при электролизе раствора AgN0₃ при токе, равном 2500 А; катодном выходе по серебру 85 %. Какое вещество выделится при этом на графито­вом аноде? Определите массу этого вещества (н. у.), если анод­ный выход по току составляет 90 %.

36. 3. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического эле­мента, состоящего из пластин серебра и свинца, опущенных в растворы своих солей с концентрацией ионов серебра и свинца [Ag²⁺] = [Pb²⁺] = 1 моль/л при температуре 60 °С. Е°(A²⁺/ Ag) = 0, 8 В; Е°(Pb²⁺/ Pb) =-0, 13 В.

37. 3. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС медно-никелевого гальванического элемента, в котором [Ni²⁺] = 0, 1 моль/л, а [Сu²⁺] = 0, 01 моль/л. Е°(Cu²⁺/Cu) = 0, 34 В; Е°(Ni²⁺/Ni) = -0, 23 В.

38. 1. Рассчитать ЭДС цепи Mg | MgCl₂ | MgCl₂ | Mg

0, 01 M 0, 06 M

39. если в качестве растворителя использовано метилацетат. Какие реакции протекали бы на электродах в водной среде? Считать коэффициент активности =1.

40.3. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС железо-магниевого гальванического элемента, в котором [Fe² ] = 0, 0001 моль/л, а [Mg²⁺] = 1 моль/л. Е°(Mg²⁺/ Mg) = -2, 37 В; Е°(Fe²⁺/ Fe) = -0, 44 В.