Устройства, в которых энергия окислительно-восстановительных реакций превращается в электрическую, называются гальваническими элементами.
Всякий гальванический элемент состоит из двух электродов – металлов, погруженных в растворы электролитов; последние сообщаются друг с другом обычно через пористую перегородку. Электрод, на котором происходит процесс окисления, называется анодом; электрод, на котором осуществляется восстановление – катодом.
Схематически гальванический элемент, в основе работы которого лежит реакция
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu,
изображается следующим образом:
ZnZnSO4CuSO4Cu,
или в ионном виде:
ZnZn+2Cu+2Cu.
На электродах протекают следующие процессы:
анодный: Zn – 2е = Zn+2;
катодный: Cu+2 + 2е = Cu;
токообразующая реакция: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.
ЭДС (Е) элемента равна разности равновесных потенциалов положительного (Ек) и отрицательного (Еа) электродов:
Е = Ек - Еа.
Пример 1. Определите возможность протекания реакции в гальваническом элементе
Fe+Cd2+=Fe 2++Cd.
Используйте стандартные потенциалы и значение G0298.
Решение. Составим гальванический элемент, отвечающий этой реакции:
Учебное пособие содержит контрольные задания по химии. В нём приводятся основные законы химии, формулы для расчётов, а также необходимые справочные данные для решения заданий. Пособие предназначено для студентов технических вузов нехимических специальностей заочной формы обучения. Пособие подготовлено на кафедре прикладной химии и физики УГНТУ и размещено на сайте <a href="http://www.phf.rusoil.net" target="_blank">www.phf.rusoil.net</a>.
Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
Страницы ← предыдущая следующая →
1 2 3 4 5 6 7 8
402. Через раствор, содержащий 33,6 г гидроксида калия, при 90°С пропустили
хлор массой 30 г. Вычислите массу образовавшейся соли кислородсодержащей
кислоты.
403. Смешали хлороводород массой 7,3 г и аммиак массой 4 г. Вычислите
массу образовавшегося вещества.
404. Сколько граммов флюорита CaF2 потребуется для получения 20 л
фтороводорода?
405. Какой объём хлора может быть получен при взаимодействии 2 моль
хлороводорода и 3 моль оксида марганца (IV)?
XIII. Металлы
Металлические элементы в основном расположены в левой и нижней
частях периодической системы.
Атомы металлических элементов в отличие от неметаллических обладают
значительно большими размерами атомных радиусов. Поэтому атомы металлов
сравнительно легко отдают валентные электроны. Вследствие этого они
обладают образовывать положительно заряженные ионы, а в
соединениях проявляют только положительную степень окисления. Многие
металлы, например медь Сu, железо Fe, хром Сr, титан Ti, проявляют в
соединениях разную степень окисления.
Так как атомы металлов сравнительно легко отдают валентные
электроны, то в свободном состоянии они являются восстановителями.
Восстановительная разных металлов неодинакова. В
электрохимическом ряду напряжений металлов она возрастает от золота Аu до
калия К.
Общность физических свойств металлов (высокая электрическая
проводимость, теплопроводность, ковкость, пластичность) объясняется
общностью строения их кристаллических решёток. По некоторым характерным
физическим свойствам металлы в значительной степени отличаются друг от
друга, например по плотности, твёрдости, температурам плавления.
Самый лёгкий из металлов - литий Li, а самый тяжёлый - осмий Os.
Самые мягкие - щелочные металлы. Они легко режутся ножом.
Самый легкоплавкий металл - ртуть Hg, самый тугоплавкий металл -
вольфрам W.
Металлы главных подгрупп
406. При взаимодействии щелочного металла массой 1,95 г с водой выделился
водород, занимающий при н. у. объём 560 мл. Какова относительная атомная
масса взятого металла?
407. Смесь металлов натрия и кальция массой 6,3 г растворили в воде, при этом
выделился газ объёмом 3,36 л (н. у.). Сколько граммов каждого из металлов
содержалось в смеси?
408. Определите массовую долю (в %) карбоната калия и гидроксида калия в
смеси, если при действии избытка серной кислоты на эту смесь выделилось
13,4 л газа (н. у.) и образовалось 32,4 г воды.
409. В 500 мл воды бросили кусочек натрия массой 46 г. Вычислите массовую
долю раствора щелочи.
410. При взаимодействии щелочного металла массой 1,95 г с водой выделился
водород, занимающий при н. у. объём 560 мл. Какова относительная атомная
масса взятого металла?
411. Какой объём водорода (н. у.) выделится при действии избытка воды на
сплав, содержащий 9,2 г натрия и 7,8 г калия?
412. Сколько килограммов гидроксида калия можно получить путём
добавления гашёной извести к 100 кг поташа, если практический выход
гидроксида калия составил 95%?
413. Калий массой 3,9 г растворили в воде объёмом 206,2 мл. Определите
массовую долю полученного раствора.
414. Через раствор, содержащий 120 г гидроксида натрия, пропустили оксид
углерода (IV), полученный при действии избытка соляной кислоты на 400 г
карбоната кальция. Какая соль при этом образовалась? Определите её
количество.
415. Сколько граммов 10%-ного раствора гидроксида натрия потребуется для
нейтрализации 196 г 10%-ного раствора серной кислоты?
416. При разложении 14,2 г смеси карбонатов кальция и магния выделилось
6,6г оксида углерода (IV). Определите массовую долю (в %) карбонатов
кальция и магния в смеси.
417. Сколько граммов гидроксида кальция следует прибавить к раствору
гидрокарбоната кальция с массовой долей Са(НСО3)2 5% массой 162 г для
образования средней соли?
418. Сколько граммов гидрокарбоната кальция содержалось в растворе, если на
реакцию затрачено раствора кислоты (пл. 1,024) с массовой долей 5% объёмом
Устройства, в которых энергия окислительно-восстановительных реакций превращается в электрическую, называются гальваническими элементами.
Всякий гальванический элемент состоит из двух электродов – металлов, погруженных в растворы электролитов; последние сообщаются друг с другом обычно через пористую перегородку. Электрод, на котором происходит процесс окисления, называется анодом; электрод, на котором осуществляется восстановление – катодом.
Схематически гальванический элемент, в основе работы которого лежит реакция
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu,
изображается следующим образом:
ZnZnSO4CuSO4Cu,
или в ионном виде:
ZnZn+2Cu+2Cu.
На электродах протекают следующие процессы:
анодный: Zn – 2е = Zn+2;
катодный: Cu+2 + 2е = Cu;
токообразующая реакция: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.
ЭДС (Е) элемента равна разности равновесных потенциалов положительного (Ек) и отрицательного (Еа) электродов:
Е = Ек - Еа.
Пример 1. Определите возможность протекания реакции в гальваническом элементе
Fe+Cd2+=Fe 2++Cd.
Используйте стандартные потенциалы и значение G0298.
Решение. Составим гальванический элемент, отвечающий этой реакции:
(–) FeFe 2+Cd2+Cd(+);
анодная реакция: Fe – 2е = Fe 2+;
катодная реакция: Cd2+ + 2е = Cd.
Пользуясь табл. 8, определим ЭДС гальванического элемента:
Е = Ек – Еа= –0,40 – ( –0,44) = 0,04 В.
Изменение величины энергии Гиббса связано с величиной ЭДС элемента соотношением G0298 = -nFЕ,
где n – число электронов, принимающих участие в реакции;
F – постоянная Фарадея, F= 96500 Кл/моль;
Е – ЭДС гальванического элемента.
G0298= – 2965000,04 = –7720 Дж .
Так как G0298 0 , данную реакцию можно осуществить в направлении слева направо
Учебное пособие содержит контрольные задания по химии. В нём приводятся основные законы химии, формулы для расчётов, а также необходимые справочные данные для решения заданий. Пособие предназначено для студентов технических вузов нехимических специальностей заочной формы обучения. Пособие подготовлено на кафедре прикладной химии и физики УГНТУ и размещено на сайте <a href="http://www.phf.rusoil.net" target="_blank">www.phf.rusoil.net</a>.
Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
Страницы ← предыдущая следующая →
1 2 3 4 5 6 7 8
402. Через раствор, содержащий 33,6 г гидроксида калия, при 90°С пропустили
хлор массой 30 г. Вычислите массу образовавшейся соли кислородсодержащей
кислоты.
403. Смешали хлороводород массой 7,3 г и аммиак массой 4 г. Вычислите
массу образовавшегося вещества.
404. Сколько граммов флюорита CaF2 потребуется для получения 20 л
фтороводорода?
405. Какой объём хлора может быть получен при взаимодействии 2 моль
хлороводорода и 3 моль оксида марганца (IV)?
XIII. Металлы
Металлические элементы в основном расположены в левой и нижней
частях периодической системы.
Атомы металлических элементов в отличие от неметаллических обладают
значительно большими размерами атомных радиусов. Поэтому атомы металлов
сравнительно легко отдают валентные электроны. Вследствие этого они
обладают образовывать положительно заряженные ионы, а в
соединениях проявляют только положительную степень окисления. Многие
металлы, например медь Сu, железо Fe, хром Сr, титан Ti, проявляют в
соединениях разную степень окисления.
Так как атомы металлов сравнительно легко отдают валентные
электроны, то в свободном состоянии они являются восстановителями.
Восстановительная разных металлов неодинакова. В
электрохимическом ряду напряжений металлов она возрастает от золота Аu до
калия К.
Общность физических свойств металлов (высокая электрическая
проводимость, теплопроводность, ковкость, пластичность) объясняется
общностью строения их кристаллических решёток. По некоторым характерным
физическим свойствам металлы в значительной степени отличаются друг от
друга, например по плотности, твёрдости, температурам плавления.
Самый лёгкий из металлов - литий Li, а самый тяжёлый - осмий Os.
Самые мягкие - щелочные металлы. Они легко режутся ножом.
Самый легкоплавкий металл - ртуть Hg, самый тугоплавкий металл -
вольфрам W.
Металлы главных подгрупп
406. При взаимодействии щелочного металла массой 1,95 г с водой выделился
водород, занимающий при н. у. объём 560 мл. Какова относительная атомная
масса взятого металла?
407. Смесь металлов натрия и кальция массой 6,3 г растворили в воде, при этом
выделился газ объёмом 3,36 л (н. у.). Сколько граммов каждого из металлов
содержалось в смеси?
408. Определите массовую долю (в %) карбоната калия и гидроксида калия в
смеси, если при действии избытка серной кислоты на эту смесь выделилось
13,4 л газа (н. у.) и образовалось 32,4 г воды.
409. В 500 мл воды бросили кусочек натрия массой 46 г. Вычислите массовую
долю раствора щелочи.
410. При взаимодействии щелочного металла массой 1,95 г с водой выделился
водород, занимающий при н. у. объём 560 мл. Какова относительная атомная
масса взятого металла?
411. Какой объём водорода (н. у.) выделится при действии избытка воды на
сплав, содержащий 9,2 г натрия и 7,8 г калия?
412. Сколько килограммов гидроксида калия можно получить путём
добавления гашёной извести к 100 кг поташа, если практический выход
гидроксида калия составил 95%?
413. Калий массой 3,9 г растворили в воде объёмом 206,2 мл. Определите
массовую долю полученного раствора.
414. Через раствор, содержащий 120 г гидроксида натрия, пропустили оксид
углерода (IV), полученный при действии избытка соляной кислоты на 400 г
карбоната кальция. Какая соль при этом образовалась? Определите её
количество.
415. Сколько граммов 10%-ного раствора гидроксида натрия потребуется для
нейтрализации 196 г 10%-ного раствора серной кислоты?
416. При разложении 14,2 г смеси карбонатов кальция и магния выделилось
6,6г оксида углерода (IV). Определите массовую долю (в %) карбонатов
кальция и магния в смеси.
417. Сколько граммов гидроксида кальция следует прибавить к раствору
гидрокарбоната кальция с массовой долей Са(НСО3)2 5% массой 162 г для
образования средней соли?
418. Сколько граммов гидрокарбоната кальция содержалось в растворе, если на
реакцию затрачено раствора кислоты (пл. 1,024) с массовой долей 5% объёмом
10мл?
Объяснение: