Какие процессы протекают на аноде и катоде? Как вычисляется ЭДС гальванического элемента

Вариант 8

 

1. Какие процессы протекают на аноде и катоде? Как вычисляется ЭДС гальванического элемента?

2. Вычислить ЭДС серебряно-цинкового гальванического элемента, если образующие его электроды погружены в растворы с концентрацией катиона 0,01 моль/л.

3. Для каких реакций можно использовать хлорную воду (Cl₂) в качестве окислителя? Е⁰Cl₂|Cl^- =1,36 В.

a) 2F - 2ē = F₂ E⁰ = +2,87 В

b) NO₂^- + H₂O - 2ē = NO₃^- + 2H⁺ E⁰ = + 0,01 В

c) Mn²⁺ + 2H₂O – 2ē = MnO₂ + 4H⁺ E⁰ = +1,51 В

d) 2H₂O - 2ē = H₂O₂ + 2H⁺ E⁰ = +1,74 В

e) H₂S - 2ē = S + 2H⁺ E⁰ = -0,43 В

f) Zn - 2ē = Zn²⁺ E⁰ = -0,766 В

4. Чему равна концентрация ионов платины, если потенциал платинового электрода равен +1,38 В?

5. Анодом гальванического элемента является цинк. Подберите материал для катода элемента. Составьте схему гальванического элемента, уравнения анодного и катодного процессов, ионное и молекулярное уравнения реакции, происходящей при работе гальванического элемента.

 

Вариант 12

 

1. Чему равна ЭДС ГЭ в мВ Ag’|Ag⁺||Ag⁺|Ag’’, если [Ag]’= 10^-5 моль/л, [Ag]’’=10^-2 моль/л. Запишите процессы на электродах.

2. Написать уравнение электродных реакций и вычислить ЭДС гальванической пары для которой указаны концентрации ионов металла в растворе:

Ni|Ni²⁺||Pb²⁺|Pb,[Ni²⁺]=4·10^-2 моль/л, а [Pb²⁺]=5·10^-3 моль/л.

3. Даны стандартные окислительные потенциалы некоторых полуреакций:

Mn²⁺ + 4H₂O=MnO₄^- + 8H⁺ + 5ē E⁰ = +1,52 В

Sn²⁺=Sn⁴⁺ + 2ē E⁰ = + 0,52 В

Укажите с помощью каких из перечисленных ниже растворов можно осуществить окисление Fe²⁺ до Fe³⁺: раствор KMnO₄ в кислой среде; Раствор SnCl₄. Напишите уравнение соответствующих окислительно-восстановительных реакций.

4. Вычислить концентрацию ионов H⁺ в растворе, в котором потенциал водородного электрода равен -236 мВ?

5. Составьте схему ГЭ, анодом которого является магний, погруженный в раствор MgCl₂. Напишите уравнение полуреакций на аноде и на катоде, ионное и молекулярное уравнения реакций, происходящих в ГЭ.

 

 

Вариант 14

 

1. Дать характеристику элементу Вестона.

2. Определить ЭДС ГЭ:

А(-) Ag|AgNO₃(0,001 М)||AgNO₃(0,1 М)|Ag (+)K

В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе этого элемента?

3. Какие вещества можно восстановить сульфатом железа, если:

E⁰Fe²⁺|Fe³⁺ = +0,77 В.

a) Sn⁴⁺ + 2ē = Sn²⁺ E⁰ = 0,15 В

b) MnO₄ + 5ē + 8H⁺ = Mn²⁺ + 8H₂O E⁰ = +1,51 В

c) 2H⁺ + 2ē = H₂ E⁰ = 0 В

d) Zn²⁺ + 2ē = Zn E⁰ = -0,76 В

e) Co³⁺ + 2ē = Co²⁺ E⁰ = +1,81 В

f) Br₂ + 2ē = 2Br ^- E⁰ = +1,06 В

4. При какой концентрации ионов Pb²⁺ (моль/л) потенциал свинцового электрода, помещенного в раствор его соли составил -0,135 В.

5. Реакция, протекающая в ГЭ, выражается следующим ионным уравнением:

Al+Cr³⁺=Al³⁺ +Cr.

Составьте схему ГЭ и уравнения полуреакций, укажите окислитель и восстановитель в этой реакции.

 

Вариант 15

 

1. Какие электроды сравнения вы знаете?

 

2. Вычислить ЭДС гальванического элемента, образованного металлическим электродом в сочетании со стандартным водородным электродом Ag|Ag⁺,[Ag⁺]= 0,5 моль/л.

 

3. ГЭ состоит из стандартного водородного электрода ([H⁺]=1 моль/л) и электрода погруженного в раствор с pH=12 и pH=3. На каком электроде водород будет окисляться при работе элемента, а на каком – восстанавливаться? Рассчитать ЭДС элемента.

 

4. При какой концентрации ионов Cr³⁺ (моль/л) потенциал хромового электрода, помещенного в раствор его соли, составил -0,785 В?

 

5. Как изменится активность водородных ионов при уменьшении потенциала водородного электрода от нуля до -100 мВ?

 

 

Вариант 19

 

1. Какой электрод в ГЭ называется катодом? Какой процесс идет на катоде?

2. Вычислить ЭДС медно-кадмиевого ГЭ, в котором концентрация ионов Cd²⁺ составляет 0,8 моль/л, а ионов Cu²⁺ -0,01 моль/л.

3. Какие вещества можно восстановить иодидом калия, условия стандартные, Е⁰I₂,I^- = +0,53 В?

a) 2H⁺ + 2ē = H₂ E⁰ = 0

b) Br₂ + 2ē = 2Br ^- E⁰ = +1,06 В

c) O₂ + 4ē + 4H⁺ = 2H₂O E⁰ = +1,23 В

d) Cr³⁺ + ē = Cr²⁺ E⁰ = +0,408 В

e) Co³⁺ + ē = Co²⁺ E⁰ = +1,84 В

f) Zn²⁺ + 2ē = Zn E⁰ = -0,76 В

4. Гальваническая цепь составлена железом, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов 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.

5. Рассчитайте в мВ редоксопотенциал электрода Pt|Fe²⁺,Fe³⁺,[Fe³⁺]=0,1 моль/л, [Fe²⁺]=10^-5 моль/л, Е⁰Fe²⁺|Fe³⁺ = +0,77 В.

 

Вариант 19

 

1. Какой электрод в ГЭ называется катодом? Какой процесс идет на катоде?

2. Вычислить ЭДС медно-кадмиевого ГЭ, в котором концентрация ионов Cd²⁺ составляет 0,8 моль/л, а ионов Cu²⁺ -0,01 моль/л.

3. Какие вещества можно восстановить иодидом калия, условия стандартные, Е⁰I₂,I^- = +0,53 В?

a) 2H⁺ + 2ē = H₂ E⁰ = 0

b) Br₂ + 2ē = 2Br ^- E⁰ = +1,06 В

c) O₂ + 4ē + 4H⁺ = 2H₂O E⁰ = +1,23 В

d) Cr³⁺ + ē = Cr²⁺ E⁰ = +0,408 В

e) Co³⁺ + ē = Co²⁺ E⁰ = +1,84 В

f) Zn²⁺ + 2ē = Zn E⁰ = -0,76 В

4. Гальваническая цепь составлена железом, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов 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.

5. Рассчитайте в мВ редоксопотенциал электрода Pt|Fe²⁺,Fe³⁺,[Fe³⁺]=0,1 моль/л, [Fe²⁺]=10^-5 моль/л, Е⁰Fe²⁺|Fe³⁺ = +0,77 В.

 

Вариант 23

 

1. Каким из предлагаемых способов можно увеличить ЭДС ГЭ

Pt,H₂|HCl (C₁)||HCl (C₂)|H₂,Pt

a) уменьшить концентрацию HCl у катода;

b) уменьшить концентрацию HCl у анода;

c) увеличить концентрацию HCl у анода;

d) увеличить концентрацию HCl у катода.

2. Вычислить ЭДС ГЭ в вольтах Mg|Mg²⁺||Zn²⁺|Zn, если концентрации [Mg²⁺]=0,1 моль/л, а [Zn²⁺]=0,01 моль/л.

Е⁰Mg|Mg²⁺ = -2,38 В, Е⁰Zn|Zn²⁺ = -0,76 В. Укажите реакции на электродах.

3. При каком соотношении концентраций окисленной и восстановленной форм потенциал системы Sn²⁺ = Sn⁴⁺ + 2ē составит 0,169 В?

4. Потенциал водородного электрода в некотором водном растворе равен -118 мВ. Вычислить концентрацию ионов H⁺ в этом растворе.

5. Водородный электрод погружен в раствор с pH=0. На сколько изменится потенциал электрода, если раствор нейтрализовать до pH=7:

a) увеличится на 59 мВ;

b) увеличится на 0,41 В;

c) уменьшится на 0,41 В;

d) уменьшится на 59 мВ.

 

Вариант 24

 

1. От чего зависит ЭДС ГЭ?

2. Вычислить потенциал свинцового электрода в мВ Pb|Pb²⁺, если [Pb²⁺]=10^-4 моль/л, Е⁰Pb|Pb²⁺ = -0,13 В.

3. Какие вещества нельзя восстановить сульфидом калия, условия стандартные, Е⁰S|S^2- = -0,13 В?

a) Ti³⁺ + H₂O = TiO²⁺ + 2H⁺ + ē E⁰ = +0,1 В

b) 2Cr³⁺ + 7H₂O = Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6ē E⁰ = +1,36 В

c) Bi³⁺ + 3H₂O = BiO₃^- + 6H⁺ + 2ē E⁰ = +1,8 В

d) Co³⁺ + ē = Co²⁺ E⁰ = +1,84 В

e) Zn²⁺ + 2ē = Zn E⁰ = -0,76 В

f) O₂ +4ē + 4H⁺ = 2H₂O E⁰ = +1,23 В

4. Вычислить потенциал системы Fe³⁺|Fe²⁺ при следующих концентрациях:[Fe³⁺]=0,1 моль/л, а [Fe²⁺]=5·10^-3 моль/л.

5. Вычислить ЭДС ГЭ в мВ, состоящего из двух водородных электродов, погруженных в растворы с pH=0 и pH=4. Запишите процессы на электродах.

 

 

Вариант 25

 

1. ГЭ составлен из двух водородных электродов, из которых один – стандартный. В какой из перечисленных растворов следует погрузить другой электрод для получения наибольшей ЭДС:

a) 0,1M HCl

b) 0,1M CH₃COOH

c) 0,1M H₃PO₄

2. Составить схему ГЭ, состоящего из медной пластины, погруженной в 1М раствор Cu(NO₃)₂, и серебряной пластины, опущенной в 1М раствор AgNO₃. Вычислить ЭДС этого ГЭ.

3. Для каких реакций можно использовать фторид кобальта в качестве окислителя? Е⁰Co|Co²⁺ = -0,27 В

a) Te^2- - 2ē = Te E⁰ = -0,92 В

b) Pb²⁺ - 2ē = Pb⁴⁺ E⁰ = +1,69 В

c) 2Cl^- - 2ē = Cl₂ E⁰ = +1,36 В

d) NO₂^- + H₂O – 2ē = NO₃^- + 2H⁺ E⁰ = +0,01 В

e) Mn²⁺ + 2H₂O -2ē = MnO₂ + 4H⁺ E⁰ = +1,51 В

4. Вычислить потенциал системы Mn²⁺ + 4H₂O = MnO₄^- + 8H⁺ + 5ē,

если pH=1.

5. На основе какой реакции может работать ГЭ

Mg + ZnSO₄ = MgSO₄ + Zn

MgCl + ZnSO₄ = MgSO₄ + ZnCl₂

Составьте схему ГЭ, уравнения полуреакций катодного и анодного процессов, ионные уравнения реакций.

 

Вариант 26

 

1. Чему равен потенциал водородного электрода при pH=10:

a) -0,59 В;

b) -0,30 В;

c) 0,30 В;

d) 0,59 В.

2. Рассчитайте в мВ редоксопотенциал электрода Pt|Fe²⁺,Fe³⁺, [Fe³⁺] = 0,1 моль/л, [Fe²⁺] = 10^-5моль/л, Е⁰Fe²⁺|Fe³⁺ = +0,77 В.

3. Какие вещества можно восстановить бромистым калием, условия стандартные и Е⁰Br^-|Br₂ = +1,06 В?

a) SO₄^2- + 2ē + H₂O = SO₃^2- + 2OH^- E⁰ = -0,93 В

b) Fe³⁺ + ē = Fe²⁺ E⁰ = +0,77 В

c) 2H⁺ + 2ē + O₂ = H₂O₂ E⁰ = +0,68 В

d) MnO₂ + 2ē + 4H⁺ = Mn²⁺ + 2H₂O E⁰ = +1,23 В

e) PbO₂ + 2ē + 4H⁺ = Pb²⁺ + 2H₂O E⁰ = +1,45 В

4. Рассчитать редоксопотенциал электрода в мВ Pt|I^-,I₂ при концентрации [I₂] = 0,01 моль/л, [I^-] = 0,01 моль/л; Е⁰I^-|I₂ = +0,536 В.

5. В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи следующих гальванических элементов:

a) Mg|Mg²⁺||Pb²⁺|Pb;

b) Pb|Pb²⁺||Cu²⁺|Cu;

c) Cu|Cu²⁺||Ag⁺|Ag, если все растворы электролитов одномолярные?

 

Вариант 20

 

1. Составьте схемы двух ГЭ, в одном из которых цинк – отрицательный электрод, в другом – положительный.

2. Вычислить электродный потенциал цинка в растворе ZnCl₂, в котором концентрация ионов Zn²⁺ составляет 7·10^-2моль/л.

3. Какие вещества можно восстановить хлоридом цинка, если Е⁰Zn|Zn²⁺ = -0,76 В:

a) Sn⁴⁺ + 2ē = Sn²⁺ E⁰ = +0,15 В

b) MnO₄ + 5ē + 8H⁺ = Mn²⁺ + 8H₂O E⁰ = +1,51 В

c) SO₄^2- + 2ē + H₂O = SO₃^2- + 2OH^- E⁰ = -0,93 В

d) 2H⁺ + 2ē = H₂ E⁰ = 0 В

e) Br₂ + 2ē = 2Br ^- E⁰ = +1,06 В

f) O₂ + 4ē + 4H⁺ = 2H₂O E⁰ = +1,23 В

4. При какой концентрации Pb²⁺ (моль/л) ЭДС ГЭ Pb|Pb²⁺||H⁺|H₂,Pt будет равна нулю. Возможна ли такая концентрация? [H⁺]=1 моль/л.

5. Какие металлы не восстанавливают воду до водорода, если Е⁰H₂O|H₂ = -0,406 В. Назвать 3-4 элемента.

 

 

Вариант 27

 

1. В каких ГЭ барий играет роль анода?

a) Ba|Ba²⁺||Ag⁺|Ag

b) Ba|Ba²⁺||Zn²⁺|Zn

c) Ba|Ba²⁺||Li⁺|Li

2. Химический процесс в ГЭ выражается уравнением:

Cd + CuSO₄ = CdSO₄ + Cu

Концентрации растворов CuSO₄ и CdSO₄ равны 1 моль/л. Вычислите ЭДС ГЭ.

3. Какие вещества нельзя восстановить сульфатом железа, если

Е⁰Fe²⁺|Fe³⁺ = +0,77 B:

a) Sn⁴⁺ + 2ē = Sn²⁺ E⁰ = +0,15 В

b) MnO₄^- + 5ē + 8H⁺ = Mn²⁺ + 8H₂ E⁰ = 1,51 В

c) 2H⁺ + 2ē = H₂ E⁰ = 0

d) Zn²⁺ + 2ē = Zn E⁰ = -0,76 В

e) Co³⁺ + ē = Co²⁺ E⁰ = 1,81 В

f) Br₂ + 2ē = 2Br E⁰ = 1,06 В

4. Вычислить электродный потенциал Cu|Cu²⁺ в мВ, если [Cu²⁺] = 10^-2 моль/л.

5. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов, рассчитайте для 298 К значения ΔG реакций:

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

Cu + 2Ag⁺ = Cu²⁺ + 2Ag

 

 

Вариант 28

 

1. Какие процессы происходят на электродах ГЭ Zn|Zn²⁺(C1)||Zn²⁺’(C₂)/Zn (C1<C2)? В каком направлении перемещаются электроны во внешней цепи?

2. Анодный и катодный процессы в ГЭ выражаются следующими полуреакциями

Ca – 2ē = Ca²⁺

Cr³⁺ + 3ē = Cr.

Составить схему гальванического элемента. Вычислить ЭДС элемента, зная, что электродные потенциалы кальция и хрома равны их стандартным электродным потенциалам.

3. Какие вещества можно восстановить бромистым калием, условия стандартные и Е⁰Br|Br₂ = +1,06 В?

a) SO₄²⁺ + 2ē + H₂O = SO₃^2- + 2OH^- E⁰ = -0,93 В

b) H₂O₂ + 2ē + 2H⁺ = 2H₂O E⁰ = +1,77 В

c) O₂ + 4ē + 4H⁺ = 2H₂O E⁰ = +1,23 В

d) MnO₂ + 2ē + 4H⁺ = Mn²⁺ + 2H₂O E⁰ = +1,23 В

e) 2H⁺ + 2ē + O₂ = H₂O₂ E⁰ = +0,68 В

4. ЭДС элемента, состоящего из медного и свинцового электродов, погруженных в 1М растворы солей этих металлов, равна +0,47 В. Изменится ли ЭДС, если взять 0,001М растворы? Ответ обосновать.

5. Рассчитать электродные потенциалы магния в растворе его соли при концентрациях иона Mg²⁺ 0,1;0,01;0,001 моль/л.

 

Вариант 29

 

1. Укажите несколько схем, где бы медь играла роль катода.

2. Определить потенциал железного электрода ГЭ

Fe|Fe²⁺||Ca²⁺|Ca, если ЭДС = 5 В, Е⁰Ca|Ca²⁺ = -2,87, [Ca] = 0,1 моль/л.

3. Какие вещества нельзя окислить перекисью водорода, если Е⁰H₂O₂|O₂,H₂O = +0,68 В, условия стандартные?

a) 2H⁺ - 2ē = H₂ E⁰ = 0 В

b) SO₃^2- - 2ē + H₂O = SO₄²⁺ + 2H⁺ E⁰ = -0,2 В

c) 2Cr³⁺ - 6ē + 7H₂O = Cr₂O₇^2- + 14H⁺ E⁰ = +1,33 В

d) MnO₂ - 3ē + 2H₂O = MnO₄^- + 4H⁺ E⁰ = +1,69 В

e) Cr²⁺ - ē = Cr³⁺ E⁰ = -0,41 В

4. Вычислить ЭДС ГЭ, если образующие его электроды опущены в растворы солей с одинаковой концентрацией катиона

(-) Fe|Fe²⁺||Cu²⁺|Cu (+)

5. В каком ГЭ железо играет роль анода? Написать электродные процессы, идущие на этом элементе:

a) Cu|Cu²⁺||Fe²⁺|Fe

b) Zn|Zn²⁺||Fe²⁺|Fe

c) Fe|Fe²⁺||Co²⁺|Co

d) Fe|Fe²⁺||Ba²⁺|Ba

e) Fe|Fe²⁺||Na⁺|Na

f) Fe|Fe²⁺||Pt²⁺|Pt

 

 

Вариант 30

 

1. Из какого металла с большим или меньшим потенциалом по отношению к аноду электродным потенциалом – делается катод? Как вычисляется ЭДС ГЭ?

2. При каком значении pH потенциал системы

Mn²⁺ + 4H₂O = MnO₄^- + 8H⁺ + 5ē составит 1,425, если [MnO₄^-]/[ Mn²⁺] = 1?

3. Какие металлы не восстанавливают воду до водорода, если Е⁰H₂O|H₂ = -0,406 В?

a) Al

b) Mg

c) Pb

d) Cu

e) Zn

f) Sn

4. Вычислить ЭДС ГЭ, если образующие его электроды опущены в растворы солей с одинаковой концентрацией катионов

(-) Zn|Zn²⁺||Pb²⁺|Pb (+)

5. В каком ГЭ олово играет роль катода? Какие электродные процессы идут в этом ГЭ и укажите направления движения электронов:

a) Cu|Cu²⁺||Sn²⁺|Sn

b) Sn|Sn²⁺|| Fe²⁺|Fe

c) Pb|Pb²⁺||Sn²⁺|Sn