10. Химические источники электрической энергии

(задачи №№ 226 – 250).

Литература:

1. Глинка Н.Л. "Общая химия". - Л.: Химия, 1986, гл. 9, с.263-294.

2. Кожевникова Н.Ю., Коробейникова Е.Г., Кутуев Р.Х., Малинин В.Р., Решетов А.П. "Общая химия". Учебное пособие. - Л.: ЛВПТШ, 1991, тема 10, с.87-94.

3. Глинка Н.Л. "Задачи и упражнения по общей химии". - Л.: Химия, 1987, гл 8, с. 176-195.

4. Коробейникова Е.Г., Кожевникова Н.Ю., Свидзинская Г.Б. Электрохимические процессы. Учебное пособие. - СПб.: СПбИПБ МВД РФ, 1998, 61 с.

Для выполнения заданий можно воспользоваться таблицей электродных потенциалов (таблица 2 приложения).

Варианты заданий

226. При каком условии будет работать гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите электродвижущую силу гальванического элемента, в котором один никелевый электрод находится в 0,001 М растворе, а другой такой же электрод в 0,01 М растворе сульфата никеля?

227. Рассчитать электродвижущую силу элемента, в котором при 298 К установилось равновесие Zn + Sn²⁺  Zn²⁺ + Snпри концентрации ионов цинка 10^-4 моль/л, а ионов олова 10^-2 моль/л.

228. Никелевый и кобальтовый электроды опущены соответственно в растворы нитратов никеля и кобальта. В каком соотношении должны быть концентрации ионов этих металлов, чтобы потенциалы обоих электродов были одинаковыми?

229. Электродвижущая сила элемента, состоящего из медного и свинцового электродов, погруженных в 1 М растворы солей этих металлов, равна 0,47 В. Изменится ли э.д.с., если взять 0,001 М растворы? Ответ обосновать.

230. Составить схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде. Какой концентрации надо было бы взять ионы железа (в моль/л), чтобы э.д.с. элемента стала равной нулю, если концентрация ионов цинка равна 0,001 моль/л.

231. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите э.д.с. гальванического элемента, состоящего из пластин кадмия магния, опущенных в растворы соответствующих солей с концентрацией [Cd²⁺] = [Mg²⁺] = 1 моль/л. Изменится ли величина электродвижущей силы, если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л?

232. Электродвижущая сила гальванического элемента, состоящего из стандартного водородного электрода и свинцового электрода, погруженного в 1 М раствор соли свинца, равна 0,126 В. При замыкании элемента электроны во внешней цепи перемещаются от свинцового к водородному электроду. Чему равен потенциал свинцового электрода? Cоставить схему элемента. Какие процессы протекают на электродах?

233. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов гальванического элемента, у которого один электрод цинковый с концентрацией ионов цинка 10^-2 моль/л, а второй - водородный с концентрацией ионов водорода 10^-2 моль/л. Рассчитать э.д.с. этого элемента.

234. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов элемента, состоящего из медной и кадмиевой пластин, опущенных в соответствующие растворы солей с концентрациями ионов [Cu²⁺] = [Cd²⁺]= 0,1 моль/л. Рассчитать э.д.с. этого элемента. Как изменится электродвижущая сила, если концентрация обоих ионов возрастет в 10 раз?

235. Составьте схему элемента с концентрацией ионов серебра 10^-2 моль/л у одного электрода и 10^-4моль/л у другого электрода. Укажите, какой из электродов будет катодом, а какой – анодом, как называется этот элемент. Рассчитайте электродвижущую силу элемента.

236. Составьте схему элемента с концентрацией ионов серебра 10 ^–1моль/л у одного электрода и 10^-4 моль/л у другого электрода. Укажите, какой из электродов будет катодом, какой анодом. Как называется этот элемент, рассчитайте его э.д.с.

237. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов гальванического элемента, у которого один электрод цинковый с концентрацией ионов цинка 10^-2 моль/л, а второй – водородный с концентрацией ионов водорода 10^-2моль/л. Рассчитайте э.д.с. этого элемента.

238. Рассчитайте э.д.с. элемента, в котором при 298 К установилось равновесие: Fe + 2 Ag⁺ = Fe²⁺ + 2 Agпри концентрации ионов железа 10^-2 моль/л, а серебра 10^-3 моль/л.

239. Рассчитайте э.д.с. элемента, в котором при 298 К установилось равновесие: Zn + Sn²⁺ = Zn²⁺ + Snпри концентрации ионов цинка 10^-3 моль/л, а ионов олова 10^-6моль/л. Напишите уравнения электродных реакций.

240. Составьте схему, напишите уравнения электродных реакций элемента, у которого один из электродов литиевый опущен в раствор с концентрацией ионов лития в 10^-1 моль/л, а второй водородный с концентрацией ионов водорода в растворе 10^-10моль/л. Рассчитайте электродвижущую силу этого элемента.

241. Определить концентрацию ионов меди в растворе, в котором установилось равновесие: Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu, если при 298 К электродвижущая сила элемента равна 1,16 В и концентрация ионов цинка 10^-2моль/л.

242. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов элемента, состоящего из серебряной и свинцовой пластин, опущенных в растворы соответствующих солей с концентрацией ионов серебра и свинца 1,0 М. Рассчитайте э.д.с. этого элемента. Изменится ли электродвижущая сила, если концентрация ионов свинца уменьшится в 100 раз?

243. Рассчитайте электродвижущую силу элемента, в котором при 298 К установилось равновесие: Сd + Cu²⁺ = Cd²⁺ + Cuпри концентрациях ионов кадмия 10^-2 моль/л и меди 10^-3 моль/л.

244. Определить напряжение элемента Zn – Cu, в котором концентрация ионов цинка составляет 0,1 моль/л, а меди 0,001 моль/л.

245. Составьте схему элемента с концентрацией ионов цинка 10^-2 моль/л у одного электрода и 10^-6моль/л у другого электрода. Укажите анод и катод, рассчитайте э.д.с. этого элемента.

246. Запишите схему гальванического элемента Mg – Cu, вычислите его напряжение и составьте уравнение катодного и анодного процессов.

247. Составьте схему, напишите уравнения электродных реакций элемента, у которого один из электродов литиевый, а второй – водородный. Концентрации ионов лития и водорода в растворах соответственно равны 10^-1 М и 10^-10 М. Рассчитайте э.д.с. этого элемента.

248. Рассчитайте э.д.с. элемента , в котором при 298 К установилось равновесие: Fe + Ag⁺ = Ag + Fe²⁺. Концентрация ионов железа в растворе составляет 10^-1М, а серебра 10^-5 М.

249. Гальванический элемент состоит из серебряного электрода, погруженного в 1М раствор нитрата серебра, и стандартного водородного электрода. Написать уравнения электродных процессов и суммарную реакцию, происходящую при работе элемента. Определить электродвижущую силу элемента.

250. Какой гальванический элемент называется концентрационным? Cоставьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите э.д.с. гальванического элемента, состоящего из серебряных электродов, опущенных соответственно в 0,01 М и 0,1 М растворы нитрата серебра.