Задачи для самостоятельной работы:

1. Исходя из величины ΔG⁰₂₉₈, определите, какие из приведенных ниже металлов будут корродировать во влажном воздухе по уравнению

Me + H₂O + O₂ → Me(OH)₂; (Me – Mg, Cu, Au).

2. Алюминий склепан с медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислотную среду? Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом. Рассчитайте ЭДС и ΔG⁰₂₉₈этого элемента для стандартных условий.

3. При работе гальванического элемента

Θ 4Al/4Al3+/H2O, O2/(Cr)12OH¯/6H2O, 3O2 ,

образовавшегося при коррозии алюминия, который находится в контакте с хромом, за 1 мин 20 с его работы на хромовом катоде восстановилось 0,034 л кислорода. Определите, на сколько уменьшилась при этом масса алюминиевого электрода и чему равна сила тока, протекшего во внешней цепи гальванического элемента.

4. Гальванический элемент

Θ 2Cr/2Cr3+/H2SO4/(Pb)3H2/6H+ ,

образовавшийся при коррозии хрома, спаянного со свинцом, дает ток силой 6 А. Какая масса хрома окислится и сколько литров водорода выделится за 55 с работы этого элемента?

Тесты для самостоятельного решения

Билет № 1

1. Для гальванического элемента Zn|ZnSO₄||Pb(NO₃)₂|Pb составить

уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение.

ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 1,268; 2) –1,268; 3) +0,634; 4) –0,634; 5) 6,34.

2. Металлы находятся в тесном соприкосновении и погружены в раствор поваренной соли. Пара, где будет корродировать хром:

Ответы: 1) Cr/Mg; 2) Cr/Fe; 3) Cr/Al; 4) Cr/Ca; 5) Cr/Mn.

3. Напишите уравнения электродных процессов и суммарное уравнение электролиза водного раствора Na₂CO₃. На электродах разряжаются ионы:

Ответы: 1) Na⁺ и CO₃^2-; 2) H⁺ и OH^-; 3) H⁺ и CO₃^2-; 4) Na⁺ и OH^-; 5) Na⁺, H⁺ и OH^-.

Билет № 2

1. Для гальванического элемента Fe|FeCl₂||NiSO₄|Ni составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) –0,19; 2) 0,19; 3) –0,38; 4) 0,38; 5) 3,8.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в тесном контакте, погружены в раствор серной кислоты. Пара, где цинк не будет разрушаться:

Ответы: 1) Zn/Ag; 2) Zn/Cu; 3) Zn/Al; 4) Zn/Fe; 5) Zn/Sn.

3. Напишите схему электролиза расплава хлорида натрия. Если подвергнуть электролизу 1 моль расплава хлорида натрия, на аноде образуется продукт в количестве, моль:

Ответы: 1) 0,5; 2) 1; 3) 2; 4) 3; 5) 4.

Билет № 3

1. Для гальванического элемента Co|CoSO₄||CuSO₄|Cu составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 6,17; 2) –0,617; 3) 0,617; 4) 1,34; 5) –1,34.

2. Следующие пары металлов находятся в тесном контакте и погружены в раствор серной кислоты. Пара, где не будет разрушаться железо:

Ответы: 1) Fe/Cu; 2) Fe/Ag; 3) Fe/Zn; 4) Fe/Au; 5) Fe/Pt.

3. Составьте схему электролиза раствора нитрата серебра. На катоде восстанавливается ион:

Ответы: 1) Ag⁺; 2) NO₃^-; 3) H⁺; 4) OH^-; 5) N⁵⁺.

Билет № 4

1. Для гальванического элемента Mg|MgCl₂||FeSO₄|Fe составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 1,923; 2) –1,923; 3) 0,34; 4) –0,34; 5) 0,54.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор поваренной соли. Железо не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Fe/Cu; 2) Fe/Sn; 3) Fe/Al; 4) Fe/Co; 5) Fe/Ag.

3. Напишите схему электролиза расплава гидроксида калия. Масса (г) металла, выделяющегося при электролизе 56 г расплава гидроксида калия, равна:

Ответы: 1) 19; 2) 27; 3) 39; 4) 78; 5) 156.

Билет № 5

1. Для гальванического элемента Al|AlCl₃||CoCl₂|Co составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 1,383; 2) –1,383; 3) 1,937; 4) –1,937; 5) 0,97.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Алюминий не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Al/Pb; 2) Al/Sn; 3) Al/Cu; 4) Al/Fe; 5) Al/Mg.

3. Напишите уравнения процессов, протекающих на катоде и на аноде при электролизе водного раствора бромида натрия; суммарное уравнение электролиза. На катоде и на аноде выделяются продукты:

Ответы: 1) H₂ и O₂; 2) H₂ и Br₂; 3) Na и O₂; 4) Na и Br₂; 5) O₂ и Br₂.

Билет № 6

1. Для гальванического элемента Ni|NiSO₄||BiCl₃|Bi составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) –0,05; 2) 0,05; 3) –0,45; 4) 0,45; 5) 0,90.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Олово не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Sn/Al; 2) Sn/Bi; 3) Sn/Cu; 4) Sn/Ag; 5) Sn/Au.

3. При электролизе водного раствора Na₂SO₄ на электродах выделяются:

Ответы: 1) Na и SO₃; 2) H₂ и SO₃; 3) Na и O₂; 4) H₂ и O₂; 5) Na и H₂.

Билет № 7

1. Для гальванического элемента Mn|MnCl₂||ZnSO₄|Zn составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 1,94; 2) –1,94; 3) 0,97; 4) 0,42; 5) –0,42.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Никель не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Ni/Sn; 2) Ni/Cu; 3) Ni/Bi; 4) Ni/Zn; 5) Ni/Ag.

3. При электролизе раствора сульфата меди (II) с медным анодом масса катода увеличилась на 3,2 г. С анода в раствор перешло ионов Сu²⁺, моль:

Ответы: 1) 0,1; 2) 0,01; 3) 0,5; 4) 0,05; 5) 20.

Билет № 8

1. Для гальванического элемента Cd|CdCl₂||SnCl₂|Sn составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 0,539; 2) –0,267; 3) 0,267; 4) –0,539; 5) 1,78.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Бериллий не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Be/Zn; 2) Be/Mn; 3) Mg/Be; 4) Co/Be; 5) Be/Sn.

3. При электролизе не происходит выделения металла из раствора соли:

Ответы: 1) Ba(NO₃)₂; 2) AgNO₃; 3) Bi(NO₃)₃; 4) Pb(NO₃)₂; 5) Hg(NO₃)₂.

Билет № 9

1. Для гальванического элемента Pb|Pb(NO₃)₂||CuSO₄|Cu составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 0,463; 2) –0,463; 3) 0,211; 4) –0,211; 5) 0,422.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Кобальт не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Co/Sn; 2) Co/Pb; 3) Co/Al; 4) Co/Bi; 5) Co/Ag.

3. При электролизе водного раствора нитрата алюминия на электродах выделяются:

Ответы: 1) Al и NO₂; 2) Al и O₂; 3) H₂ и O₂; 4) H₂ и NO₂; 5) Al и H₂.

Билет № 10

1. Для гальванического элемента Cu|CuCl₂||AgNO₃|Ag составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 1,136; 2) –1,136; 3) 0,674; 4) –0,462; 5) 0,462.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Марганец не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Mn/Mg; 2) Mn/Fe; 3) Mn/Cu; 4) Mn/Ag; 5) Mn/Sn.

3. По окончании электролиза водного раствора AgNO₃ в растворе у анода содержится:

Ответы: 1) O₂; 2) HNO₃; 3) Ag₂O; 4) Ag; 5) H₂.

Билет № 11

1. Для гальванического элемента Ag|AgNO₃||AuCl₃|Au составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 0,699; 2) –0,699; 3) 0,799; 4) –0,462; 5) 0,462.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Свинец не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Pb/Cu; 2) Pb/Fe; 3) Pb/Hg; 4) Pb/Bi; 5) Pb/Ag.

3. В какой последовательности будут восстанавливаться катионы при электролизе раствора, содержащего соли одинаковой концентрации

а) Cd²⁺; б) Hg²⁺; в) Ni²⁺; г) Cu²⁺; д) Sn²⁺. В ответе укажите последовательность буквенных обозначений катионов:

Ответы: 1) абвгд; 2) бгдва; 3) двгба; 4) абгдв; 5) бавгд.

Билет № 12

1. Для гальванического элемента (Pt)H₂|HCl||AgNO₃|Ag составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 0,799; 2) –0,799; 3) 0; 4) 1,598; 5) –1,598.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Кадмий не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Cd/Mn; 2) Cd/Cu; 3) Cd/Sn; 4) Cd/Ni; 5) Cd/Pb.

3. Составьте схему электролиза раствора хлорида магния. Суммарный объем (л) газов, выделившихся (при н.у.) при электролизе соли массой 19 г, равен:

Ответы: 1) 13,44; 2) 8,96; 3) 4,48; 4) 2,24; 5) 11,2.

Билет № 13

1. Для гальванического элемента Mg|MgCl₂||CuSO₄|Cu составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 2,026; 2) –2,026; 3) 2,7; 4) –2,7; 5) –2,363.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Медь не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Cu/Ag; 2) Cu/Au; 3) Cu/Pt; 4) Cu/Ni; 5) Cu/Hg.

3. Напишите уравнения электродных процессов и суммарное уравнение электролиза водного раствора, содержащего 166 г йодида калия. Масса (г) выделившегося йода равна:

Ответы: 1) 127; 2) 128; 3) 254; 4) 256; 5) 384.

Билет № 14

1. Для гальванического элемента Al|AlCl₃||BiCl₃|Bi составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 1,862; 2) –1,8623; 3) 1,462; 4) –1,462; 5) 1,662.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Висмут не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Bi/Cu; 2) Bi/Hg; 3) Bi/Ag; 4) Bi/Au; 5) Bi/Sn.

3. При электролизе водного раствора NaOH на аноде выделилось 2,8 л кислорода (условия нормальные). Объем водорода, выделившегося на катоде, равен:

Ответы: 1) 2,8; 2) 5,6; 3) 8,96; 4) 11,2; 5) 22,4.

Билет № 15

1. Для гальванического элемента Zn|ZnSO₄||H₂SO₄|H₂(Pt) составить уравнения анодной и катодной реакций, суммарное уравнение. ЭДС в стандартных условиях равна:

Ответы: 1) 0; 2) 0,763; 3) –0,763; 4) 1,526; 5) –1,526.

2. Следующие пары металлов, находящиеся в контакте, погружены в водный раствор. Хром не будет корродировать в паре:

Ответы: 1) Cr/Mn; 2) Cr/Fe; 3) Cr/Sn; 4) Cr/Cu; 5) Cr/Pb`.

3. Напишите уравнения электродных процессов и суммарное уравнение электролиза водного раствора хлорида калия. На электродах выделятся:

Ответы: 1) K и O₂; 2) K и Cl₂; 3) H₂ и Cl₂; 4) H₂ и O₂; 5) K, H₂ и Cl₂.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Стандартные электродные потенциалы металлов

Электрод		Электродная реакция			φ0, В
1	2	3	4	5	6
Li+/Li	Окислительная (электронно-акцепторная) активность ионов возрастает	Li+ + ē = Li	очень активные	Восстановительная (электронно-донорная) активность атома возрастает	-3,045
Rb++/Rb		Rb++ē = Rb			-2,925
К+/К		К+ + ē = К			-2,924
Cs/Cs+		Cs+ + ē = Cs			-2,923
Ва2+/Ва		Ва2+ + 2 ē = Ba			-2,905
Sr2+/Sr		Sr2+ + 2 ē = Sr			-2,888
Ca2+/Cа		Са2+ + 2 ē = Са			-2,866
Na+/Na		Na++ē= Na	активные		-2,714
Ac3+/Ac		Ac3+ + Зē = Ac			-2,600
La3+/La		La3+ + З ē = La			-2,522
Y3+/Y		Y3+ + 3 ē = Y			-2,372
Mg2+/Mg		Mg2++ 2 ē = Mg			-2,363
Bе2+/Be		Be2++ 2ē = Be			-1,847
Hf4++/Hf		Hf4+ + 4ē = Hf			-1,700
A13+/A1		Al3+ +Зē = Al			-1,663
Ti2+Ti		Ti2+ + 2ē = Ti			-1,603
Zr4+/Zr		Zr4+ + 4ē = Zr			-1,539
Mn2+/Mn		Mn2++2ē = Mn			-1,179
V2+/V		V2+ + 2ē = V			-1,175
Nb3+/Nb		Nb3+ + Зē = Nb			-1,100
Zn2+/Zn		Zn2++2ē = Zn			-0,763
Cr3+/Cr		Cr3++ Зē = Cr			-0,744
Ga3+/Ga		Ga3+ + Зē = Ga			-0,530
Fe2+/Fe		Fe2++2ē = Fe			-0,440
Cd2+/Cd		Cd2+ + 2ē = Cd			-0,403
In2+In		In2+ + 2ē = In	малоактивные		-0,340
Tl+/Tl		TI+ + ē = TI			-0,336
Co2+/Co		Co2++2ē = Co			-0,277
Ni2+/Ni		Ni2++ 2ē = Ni			-0,250
Mo3+/Mo		Mo3+ + Зē = Mo			-0,200
Sn2+/Sn		Sn2+ + 2ē = Sn			-0,136
Pb2+/Pb		Pb2++2ē = Pb			-0,126
W3+/W		W3++ē= W			-0,050
Fe3+/Fe		Fe3++3ē = Fe			-0,040
H+/½H2		H++ē = ½H2			0

Продолжение приложения 1
1	2	3	4	5	6
Ge2+/Ge		Ge2++ 2ē = Ge	пассивные		+0,050
Sb3+/Sb		SbЗ+ + 3ē = Sb			+0,150
Bi3+/Bi		BiЗ+ + 3ē = Bi			+0,215
Re3+/Re		ReЗ+ + 3ē = Re			+0,300
Cu2+/Cu		Cu2++2ē = Cu			+0,337
Tс2+/Tс		Tс2++2ē = Tс			+0,400
Ru2+/Ru		Ru2++2ē = Ru			+0,450
Rh2+/Rh		Rh2++2ē = Rh			+0,600
Hg22+/½Hg		Hg2+ + 2ē = ½Hg			+0,798
Ag+/Ag		Ag+ + ē = Ag			+0,799
Hg22+/Hg		Hg2+ + 2ē = Hg			+0,850
Os2+/ Os		Os 2+ + 2ē = Os			+0,850
Pd2+/ Pd		Pd 2+ + 2ē = Pd			+0,987
Ir3+/ Ir		Ir З+ + 3ē = Ir			+1,150
Pt2+/ Pt		Pt 2+ + 2ē = Pt			+1,188
Au3+/ Au		Au З+ + 3ē = Au			+1,498
Au+/Au		Au+ + ē = Au			+1,680

ПРИЛОЖЕНИЕ 2