АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ 

Кафедра промышленной теплоэнергетики 

 

ЭЛЕКТРОХИМИЯ

 

Методические указания к выполнению расчетно-графических  работ

для студентов всех форм обучения специальностей

050718 – Электроэнергетика, 050702 – Автоматизация и управление

 

 

Алматы 2008

Составители: А. А. Туманова, К. С. Идрисова.  Электрохимия.  Методические указания к выполнению расчетно-графических  работ для студентов всех форм обучения специальностей 050718 – Электроэнергетика, 050702 – Автоматизация и управление. – Алматы: АИЭС, 2008 – 19 с.

Задания для РГР по электрохимии предназначены для бакалавров специальностей 050718 – Электроэнергетика, 050702 – Автоматизация и управление и содержат задания для самостоятельной работы по курсу «Электрохимия».

Введение 

Настоящие задания предназначены для студентов  бакалавриата специальностей 050718 – Электроэнергетика, 050702 – Автоматизация и управление, изучающих химию в объеме 1 кредита. Каждый студент  выполняет и сдает в установленные сроки  1 расчетно-графическую работу.

Содержание заданий соответствует учебной программе курса химии и состоит из 5 блоков, включающих основные разделы неорганической и общей химии.

Задания соответствуют уровню, предполагающему знание основных понятий, законов химии, умение систематизировать учебный материал и применять полученные знания для решения задач.

Выполнение предлагаемых заданий поможет студенту самостоятельно подготовиться к сдаче экзамена по химии.

Работа оформляется   согласно требованиям фирменного стандарта «Работы учебные» ФС РК 10352-1910-У-е - 001-2002. 

Каждый студент выполняет в каждой теме номера задач, соответствующие двум последним цифрам номера студенческого билета (шифра). Например, номер студенческого билета 08(1)016, две последние цифры — 16, выполняется задача под номером 16 в темах 1, 2, 3, 4, 5.

  

Тема 1   Строение атома

 

Задание I

Составить электронные формулы элементов, графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей в спокойном и возбужденном состояниях, указать к какому типу эти элементы относятся.

 

 

1. B, Al, Th.

2. Po, Ba, Lu.

3. Mg, Pm, Be.

4. Br, Co, Hf.

5. C, Tm, As.

6. Nd, Ca, V.

7. Ta, O, Ce.

8. Y, Rb, S.

 

 

9. At, Xe, Lr.

10. Cs, U, H.

11. Cl, Cu, Bi.

12. Na, Ac, Fe.

13. Pb, Ra, Dy.

14. Ag, Re, In.

15. Cd, K, Pa.

16. P, Se, Li.

 

17. Yb, Mn, Sn.

18. Mo, La, N.

19. Pu, Ni, Sb.

20. Au, Np, Rn.

21. Cr, Tl, Cm.

22. Si, I, Zr.

23. Tb, Sr, Bk.

24. Fr, Ti, W.

 

25. He, Hg, Gd.

26. Pt, Ne, Sm.

27. Ga, Ru, Ho.

28. Sc, Pr, Os.

29. Ar, Ir, Eu.

30. Zn, Rh, Er.

31. Kr, Pd, Am.

32. Ge, Cf, F.

 

 

Задание II 

Составить электронные формулы атомов в указанных состояниях и графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей.

 

 

33. Li+, C+2.

34. O-2, F-.

35. Na+, N-3.

36. Ca+2, C+4.

37. Al+3, B-3.

38. C-4, Ba+2.

39. S+6, P-3.

40. P+5, Cl-1.

 

41. I+5, Fe+3.

42. Be+2, Co+3.

43. Cr+6, Cu+2.

44. I-, P+3.

45. Cr+3, Br+3.

46. Ag+, Sn+4.

47. Zn+2, S-2.

48. K+, Fe+2.

 

49. Zr+4, Pb+2.

50. N+5, Br-.

51. Ni+2, Cl+5.

52. Se-2, Cs+.

53. Te-2, Sr+2.

54. Bi+3, Si-4.

55. B+3, Sc+2.

56. Mg+2, Mn+7.

 

57. Cd+2, Sn+2.

58. Nb+3, Hg+.

59. Tl+, V+3.

60. Ti+4, Mn+2.

61. Os+3, Au+3.

62. Rb+, Ce+3.

63. Fr+1, Y+3.

64. H+, Re+7.

 

 

Задание III 

Исходя из состояния валентных электронов, составить электронную формулу элемента в нулевой степени окисления. Определить, к какому периоду таблицы Д.И.Менделеева принадлежит данный элемент.

  

65. 4d1.

66. 3d10.

67. 4s13d10.

68. 5d2.

69. 6p2.

70. 6s14f145d10.

71. 4s23d5.

72. 4s13d5.

73. 7s26d1.

 

74. 5d3.

75. 6s24f2.

76. 6p1.

77. 5s14d5.

78. 4f3.

79. 6d15f3.

80. 5s24d5.

81. 5d8.

82. 5s14d10.

 

83. 5s24d10.

84. 5s2.

85. 5p3.

86. 6p4.

87. 4d6.

88. 5d6.

89. 5f7.

90. 5d6.

91. 5f2.

92. 4d7.

93. 5d14f7.

94. 4f10.

95. 3s23p5

96. 5p6.

97. 5f9

98. 4d8.

99. 4s1.

100. 4р3.

 

 

Примеры выполнения заданий по теме 1 приведены в [5, раздел 4;

6, раздел 1; 7,  глава II].

  

Тема 2   Окислительно-восстановительные реакции

 

Задание I

Дописать схемы окислительно-восстановитель­ных реакций и расставить коэффициенты в уравнениях.

1. MnO2 + KClO3 + KOH → K2MnO4 + KCl + …

2. HgS + HNO3 + HCl → S + NO + …

3 SO2 + Br2 + H2O → H2SO4 + …

4. Mn(OH)2 + Cl2 + KOH → MnO2 + KCl + …

5. K[Cr(OH)4] + Br2 + KOH → K2CrO4 + …

6. Cl2 + S + H2O → H2SO4 + …

7. K2MnO4 + Cl2 → KMnO4 + …

8. KNO3 → KNO2 + O2 + …

9. AgNO3 → Ag + NO2 + O2 + …

10. Pb(NO3)2 → PbO + NO2 + O2 + …

11. NO2 + H2O → HNO3 + NO + …

12. Ca(OH)2 + NO2 → Ca(NO3)2 + Ca(NO2)2 + …

13. KClO3 → KClO4 + KCl + …

14. I2 + Ba(OH)2 → Ba(IO3) 2 + BaI2 + …

15. H2S + O2 → SO2 + …

16. S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + …

17. C + HNO3(K) → CO2 + NO + …

18. NH3 + O2 → NO + …

19. H2O2 + KMnO4 + H2SO4 → O2 + …

20. K3[Cr(OH)6] + Br2 + KOH → K2CrO4 + …

21. H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 → S + …

22. KNO2 + KMnO4 + H2O → KNO3 + …

23. KNO2 + KMnO4 + KOH → KNO3 + …

24. K4[Fe(CN)6] + H2O2 + H2SO4 → K3[Fe(CN)6] + …

25. K3[Fe(CN)6] + H2O2 + KOH →K4[Fe(CN)6] + O2 + …

26. Zn + KClO3 + KOH → K2[Zn(OH)4] + KCl + …

27. Al + KNO3 + KOH → K3[Al(OH)6] + NH3 + …

28. Al + NaOH + H2O → Na3[Al(OH)6] + …

29. K2[Sn(OH)4] + KOH + Bi(NO3)3 → K2[Sn(OH)6] + Bi + …

30. SnCl2 + HCl + HNO3 → H2[SnCl6] + NO + …

31. SnCl2 + HgCl2 + HCl → Hg + H2[SnCl6] + …

32. KNO2 + KMnO4 + H2SO4 → KNO3 + …

33. Cu2O + HNO3 → NO2 + …

34. FeSO4 + KClO3 + H2SO4 → KCl + …

35. CuCl2 + SO2 + H2O → CuCl + …

36. CrCl3 + Br2 + KOH → K2CrO4 + …

37. H2O2 + KI + H2SO4 → I2 + …

38. H2S + H2O2 → H2SO4 + …

39. H2S + H2SO3 → …

40. H2O2 + HIO3 → I2 + …

41. H2O2 + K2Cr2O7 + H2SO4 →…

42. K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 → SO2 + …

43. Hg2(NO3)2 + O2 + HNO3 → Hg(NO3)2 + …

44. NaCrO2 + H2O2 + NaOH → Na2CrO4 + …

45. HBr + HBrO3 → Br2 + …

46. HClO + H2O2 → HCl + …

47. CrO3 + HCl → Cl2 + …

48. PH3 + KMnO4 + H2SO4 → H3PO4 + …

49. NaBr + NaBrO3 + H2SO4 → Br2 + …

50. SnS + HNO3 → NO + …

51. HgI2 + H2O2 + H2SO4 → I2 + …

52. KMnO4 + MnSO4 + H2O → MnO2 + …

53. H2MnO4 → HMnO4 + MnO2 + …

54. Hg + HNO3(в.р.) → NH3 + …

55. K2Cr2O7 + SnCl2 + HCl → K2[SnCl6] + …

56. Na[Cr(OH)4] + NaClO3 + NaOH → Na2CrO4 + NaCl + …

57. FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + …

58. Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + …

59. Fe3O4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + …

60. CuFeS2 + HNO3 → FeSO4 + CuSO4 + NO + …

61. As2S2 + HNO3 → H3AsO4 + H2SO4 + NO + …

62. Zn + HNO3(в.р.) → N2 + Zn(NO3)2 + …

63. SnCl2 + Cl2 + KOH → …

64. MnSO4 + Br2 + H2O → HMnO4 + …

65. FeSO4 + KBrO3 + H2SO4(pазб) → …

66. Fe(OH)3 + Cl2 + KOH → KClO3 + …

67. HClO + KI → …

68. HClO + H2S → …

69. HClO4 + H2SO3 → …

70. HClO4 + C → …

71. K2S + KMnO4 + H2SO4(разб.) → …

72. P + KOH + H2O → K2HPO4 + …

73. NO2 + KOH → KNO3 + …

74. K2MnO4 + H2SO4(разб.) → MnO2 + KMnO4 + …

75. MnSO4 + NaBiO3 + H2SO4(разб.) → …

76. KMnO4 + NaI + H2O → …

77. MnSO4 + PbO2 + HNO3 → HMnO4 + …

78. MnSO4 + KClO3 + H2O → HMnO4 + …

79. KMnO4 + H2O2 + H2O → …

80. SnCl2 + NaBiO3 + HClp → SnCl4 + …

81. Cl2 + I2 + H2O → …

82. HBrO + HBr → …

83. Ca(ClO2)2 + NaI + H2SO4 → …

84. NaClO + Na2S + H2SO4(разб.) → …

85. NaIO3 + Cl2 + KOH → …

86. KClO3 + S → …

87. NaClO3 + MnO2 + NaOH → Na2MnO4 + …

88. H2O2 + NaI → …

89. H2O2 + CrCl3 + KOH → K2CrO4 + …

90. H2O2 + KMnO4 → MnO2 + …

91. H2O2 + K2Cr2O7 + HClp → …

92. H2S + KMnO4 + H2O → …

93. SO2 + KMnO4 + H2O → …

94. SO2 + K2Cr2O7 + H2SO4(разб.) → …

95. SO2 + Br2 + H2O → …

96. H2SO4(конц.) + Mg → H2S + …

97. H2O2 + SO2 → …

98. H2S + SO2 + NaOH → …

99. PH3 + KMnO4 + H2SO4(разб.) → H3PO4 + …

100. P + KOH → …

Примеры выполнения заданий по теме 2 приведены в [5, раздел 9]. 

 

Тема 3  Растворы электролитов

 

Задание I 

Выразить концентрацию заданного в таблице раствора всеми возможными способами. 

 

Задача

Вещество

Концентрация раствора

Плотность

раствора, г/см3

1

H2SO4

15 %

1,1

2

H3PO4

2,79 моль/л

1,115

3

BaCl2

1,69 моль/л

1,28

4

FeSO4

0,3 г-экв/л

1,02

5

AlCl3

0,55 %

1,007

6

CaCl2

22 %

1,203

7

Na2CO3

0,39 моль/л

1,019

8

HCl

0,4 мол. %

1,002

9

KOH

3 мол. %

1,073

10

NaOH

13 %

1,142

11

Al2(SO4)3

0,15 г-экв/л

1,009

12

KMnO4

0,25 г-экв/л

1,027

13

K2Cr2O7

0,18 моль/кг

1,033

14

CrCl3

0,6 г-экв/л

1,022

15

CdCl2

0,5 моль/л

1,08

16

MnCl2

10 %

1,086

17

Hg(NO3)2

0,25 моль/л

1,174

18

ZnSO4

1,374 г-экв/л

1,107

19

KOH

34 %

1,336

20

MgSO4

20 %

1,219

21

H2SO4

1,56 моль/л

1,095

22

H3PO4

7,3 мол. %

1,181

23

NaBr

5,8 мол. %

1,21

24

NaCl

7,1 мол. %

1,147

25

HCl

17,4 мол. %

1,149

26

H2SO4

3,4 мол. %

1,109

27

KOH

6,3 мол. %

1,147

28

H2SO4

5,9 мол. %

1,18

29

KOH

8,107 г-экв/л

1,336

30

Pb(NO3)2

30 %

1,328

31

H3PO4

30 %

1,181

32

NaBr

26 %

1,21

33

NaCl

15 %

1,109

34

КОН

560 г/л

1,411

35

H3PO4

855 г/л

1,426

36

H3PO4

3 мол. %

1,08

37

HNO3

10,4 г-экв/л

1,31

38

H2SO4

40 %

1,303

39

ZnSO4

87 г/л

1,084

40

H2SO4

30 %

1,218

41

КОН

0,12 моль/кг

1,0

42

HNO3

10,4 н.

1,31

43

NH4OH

9 %

0,961

44

NaCl

4,5%

1,03

45

CuSO4

1,037 моль/кг

1,206

46

FeCl3

1,9 моль/л

1,234

47

NH4OH

10 %

0,957

48

H2SO4

20 %

1,139

49

H3PO4

24 %

1,14

50

BaCl2

10 %

1,092

 

 

Задание 2

Решить задачи:

 

51. Какой объем 88-процентного раствора серной кислоты плотностью 1,8 г/см3 надо взять, чтобы приготовить 2 л этой же кислоты с концентрацией 2,36 моль/л?

52.  Какое количество миллилитров 12 н. раствора едкого калия (КОН) надо взять, чтобы приготовить 500 мл 15-процентного раствора едкого калия плотностью 1,14 г/см3?

53. Какое количество воды надо добавить к 200 мл 52-процентного раствора едкого натрия плотностью 1,35 г/см3, чтобы получить раствор с концентрацией 2,78 моль/л?

54. Раствор серной кислоты с концентрацией 3 моль/л имеет плотность 1,18 г/см3. Какое количество воды надо добавить к 118 г этого раствора, чтобы получить раствор с концентрацией 12 %?

55. Сколько воды надо добавить к 125 мл 26-процентного раствора соляной кислоты плотностью 1,13 г/см3, чтобы получить раствор с концентрацией 14,5 %?

56. Какое количество воды надо добавить к 150 г раствора хлорида бария в воде (концентрация 2 г-экв/л, плотность 1,2 г/см3), чтобы получить раствор с концентрацией 8 %?

57. Какое количество миллилитров раствора фосфорной кислоты, мольная доля которого 0,01 (плотность раствора 1,025 г/см3), надо взять, чтобы получить 200 г раствора с концентрацией 2,6 %?

58. Сколько миллилитров 2,25 М раствора хлорида калия надо взять, чтобы приготовить 1,5 л 6-процентного раствора плотностью 1,04 г/см3?

59. Какой объем раствора соляной кислоты (концентрация 38 %, плотность 1,189 г/см3) потребуется для приготовления 250 мл 0,08 н. раствора?

60. Сколько миллилитров раствора серной кислоты (концентрация 96 %, плотность 1,84 г/см3) потребуется для приготовления 2 л 0,25 н. раствора?

61. Сколько граммов едкого калия надо взять для приготовления 2 л раствора с концентрацией 10 % и плотностью 1,09 г/см3?

62. Какой объем раствора серной кислоты (концентрация 98 %, плотность 1,837 г/см3) надо взять для приготовления 500 мл 0,1 н. раствора?

63. Какой объем 3 н. раствора фосфорной кислоты надо взять для приготовления 1 л 0,5 М раствора?

64. Как приготовить 500 мл 0,5 н. раствора соды из 2 н. ее раствора?

65. Сколько миллилитров воды надо прибавить к 300 мл раствора едкого калия, (концентрация 25 %, плотность 1,236 г/см3), чтобы получить 8-процентный раствор?

66. Какой объем азотной кислоты (концентрация 56 %, плотность 1,345 г/см3) потребуется для приготовления 1 л 0,1 М раствора?

67. Сколько миллилитров воды надо прибавить к 100 мл раствора серной кислоты (концентрация 48 %, плотность 1,376 г/см3), чтобы получить 0,5 н. раствор?

68. До какого объема надо разбавить 200 мл 1 н. раствора хлорида натрия, чтобы получить раствор с концентрацией 4,5 % и плотностью 1,029 г/см3?

69. Сколько граммов сульфата натрия надо прибавить к 1 л раствора (концентрация 10 %, плотность 1,09 г/см3), чтобы получить 15-процентный раствор?

70. Сколько воды надо прибавить к 200 мл раствора азотной кислоты (концентрация 32 %, плотность 1,193 г/см3), чтобы получить 10-процентный раствор?

71. Сколько раствора соляной кислоты (концентрация 36 %, плотность 1,179 г/см3) потребуется для приготовления 1 л 0,5 н. раствора?

72. Сколько воды надо добавить к 50 мл 2 н. раствора, чтобы получить 0,25 н. раствор?

73. Сколько граммов хлорида аммония надо добавить к 5 л 2,1 М раствора плотностью 1,054 г/см3, чтобы получить 20-процентный раствор?

74. Сколько граммов едкого натрия надо взять для приготовления 2 л раствора с концентрацией 10 % и плотностью 1,080 г/см3?

75. Как приготовить 1 л 1 н. раствора KOH из 49-процентного раствора той же щелочи плотностью 1,5 г/см3?

76. Имеется раствор серной кислоты (концентрация 80 %, плотность 1,732 г/см3). Как из него приготовить 2 л 6 М раствора?

77. Сколько серной кислоты (концентрация 60 %, плотность 1,503 г/см3) надо взять для приготовления 10 л 0,1 н. раствора?

78. Сколько воды надо испарить, чтобы из 10 л 0,25 М раствора ортофосфорной кислоты получить 6 М раствор?

79. В лаборатории имеется 20 кг 12-процентного раствора поташа K2CO3. Сколько килограммов технического поташа, содержащего 8 % посторонних примесей, надо взять для повышения концентрации имеющегося раствора до 20 %?

80. Какой объем раствора карбоната натрия (концентрация 10 %, плотность 1,105 г/см3) требуется для приготовления 5 л 2-процентного раствора плотностью 1,02 г/см3?

81. Сколько граммов хлористого аммония потребуется для приготовления 600 мл 0,5 М раствора?

82. Какую массу нитрата свинца (II) надо взять для приготовления 300 мл 0,2 н. раствора?

83. Сколько граммов медного купороса (пентагидрата сульфата меди (II)) надо взять для приготовления 1 л 2 н. раствора?

84. Какой процентной концентрации получится соляная кислота, если к 100 мл раствора HCl (концентрация 36 %, плотность 1,179 г/см3) прибавить 200 мл воды?

85. Сколько граммов азотной кислоты содержится в 1 л 36-процентного раствора плотностью 1,221 г/см3?

86. Какой процентной концентрации получится раствор, если к 500 мл 30-процентного раствора КОН плотностью 1,288 г/см3 прибавить 500 мл воды?

87. Какой объем аммиака следует растворить в воде при 25 °С и 120 кПа для получения 2 л 10-процентного раствора гидроксида аммония, плотностью 0,96 г/см3?

88. Какая масса сульфита натрия потребуется для приготовления 5 л 8-процентного раствора плотностью 1,075 г/см3?

89. Сколько воды надо прибавить к 50 мл 2 М раствора ортофосфорной кислоты, чтобы получить 0,25 н. раствор?

90. Какой объем воды потребуется для растворения 67,2 л хлороводорода, приведенного к нормальным условиям, для получения 9-процентного раствора плотностью 1,04 г/мл?

91. Сколько граммов десятиводного сульфата натрия нужно растворить в 800 мл воды для получения раствора с концентрацией по безводному сульфату натрия 10 %?

92. Какая масса хлорида калия потребуется для приготовления 200 мл раствора с концентрацией 1,455 моль/л?

93. Необходимо приготовить 100 г раствора хлорида бария с концентрацией 5 %. Какая масса дигидрата хлорида бария потребуется для этого?

94. Какой объем раствора серной кислоты (концентрация 30 %, плотность 1,12 г/см3) потребуется для приготовления 2 л раствора концентрацией 0,4 н.?

95. Какой объем аммиака при температуре 25 °С и давлении 1 атм следует растворить в 1 л воды для получения раствора гидроксида аммония с концентрацией 20 %?

96. Рассчитать, какой объем воды следует взять для растворения 16 г СН3ОН для получения раствора метанола с мольной долей 0,02.

97. Раствор хлорида алюминия в воде имеет концентрацию 2 экв/л и плотность 1,08 г/см3. К 50 г этого раствора добавили 35 мл воды, и его плотность стала 1,035 г/см3. Найти массовую долю хлорида алюминия в новом растворе.

98. Сколько 5-процентного раствора можно приготовить из 1 т плавленого сульфида натрия, содержащего 30 % примесей?

99. Раствор хлорида алюминия в воде имеет концентрацию 2,18 г-экв/л и плотность 1,08 г/см3. К 50 г этого раствора добавили 35 мл воды и его плотность стала равна 1,044 г/см3. Найти концентрацию нового раствора в процентах.

100. К 200 мл 0,7 н. раствора серной кислоты прибавили 300 г воды. Рассчитать конечную концентрацию серной кислоты в граммах на литр.

 

Примеры выполнения заданий по теме 3 приведены в [5, раздел 3;

7,  глава VI].

 

Тема 4   Расчет рН растворов сильных и слабых электролитов

 

Задание 1

Определить pH предложенного раствора сильного электролита.

 

 

Номер задачи

Электролит

Концентрация раствора

Плотность

раствора, г/см3

1

Сa(OH)2

0,07 %

1,00

2

Ba(OH)2

0,5 %

1,003

3

H2SO4

0,01 мол. %

1,0

4

Sr(OH)2

5×10-4 н.

1,0

5

HCl

1,36 %

1,005

6

H2SO4

1,73 %

1,012

7

KOH

0,577 %

1,003

8

H2SO4

5×10-4 моль/л

1,0

9

KOH

0,001 н.

1,0

10

HClO4

0,25 мол/л

1,013

11

NaOH

2,5×10-3 моль/л

1,0

12

HCl

1,0 %

1,003

13

HNO3

3 %

1,01

14

Ba(OH)2

5 %

1,04

15

HCl

0,3 %

1,0

16

KOH

5,8 г/л

1,004

17

H2SO4

0,05 г/л

1,0

18

KOH

0,6 г/л

1,0

19

Ba(OH)2

0,1 моль/л

1,02

20

H2SO4

0,1 н.

1,0

21

H2SO4

0,5 %

1,0

22

NaOH

0,5 %

1,0

23

HCl

0,01 н.

1,0

24

Сa(OH)2

0,02 н.

1,0

25

KOH

4 г/л

1,0

26

NaOH

5 г/л

1,0

27

H2SO4

0,005 моль/л

1,0

28

HCl

0,006 моль/л

1,0

29

LiOH

0,8 г/л

1,0

30

NaOH

0,1 г/л

1,0

31

RbOH

1 %

1,0

32

CsOH

0,5 %

1,0

33

HCl

0,02 мол. %

1,0

34

H2SO4

0,6 %

1,003

35

HNO3

0,7 мол. %

1,0

36

HClO4

0,08 мол. %

1,0

37

H2SO4

0,3 %

1,001

38

HNO3

0,05 г/л

1,0

39

HNO3

0,6 г/л

1,0

40

H2SO4

0,03 н.

1,0

41

Сa(OH)2

0,03 %

1,00

42

Sr(OH)2

0,3 %

1,001

43

Ba(OH)2

0,05 г/л

1,0

44

HCl

0,2 %

1,0

45

H2SO4

0,0012 моль/л

1,0

46

HNO3

0,06 г/л

1,0

47

Ba(OH)2

0,1 г/л

1,0

48

Sr(OH)2

0,02 н.

1,0

49

Сa(OH)2

0,09 г/л

1,0

50

CsOH

0,5 %

1,002

 

 

Задание 2

По заданному значению pH определить концентрацию предложенного раствора электролита при температуре 25 °С и выразить ее всеми возможными способами (считать, что плотность растворов равна 1 г/см3).

 

Номер

задачи

Электролит

рН

Номер

задачи

Электролит

рН

51

Сa(OH)2

11,0

76

HClO4

2,35

52

Сa(OH)2

11,8

77

Ba(OH)2

13,8

53

Ba(OH)2

12,8

78

H2SO4

1,2

54

KOH

13,1

79

HCl

1,28

55

H2SO4

1,95

80

HNO3

3,1

56

NaOH

12,0

81

KOH

13,6

57

Sr(OH)2

10,7

82

HNO3

2,03

58

H2SO4

2,2

83

H2SO4

3,2

59

HCl

1,2

84

H2SO4

1,5

60

HCl

2,8

85

KOH

12,03

61

H2SO4

1,4

86

Сa(OH)2

10,9

62

LiOH

12,5

87

Ba(OH)2

13,3

63

KOH

13,0

88

Sr(OH)2

10,7

64

NaOH

11,4

89

H2SO4

1,9

65

H2SO4

3,0

90

Ba(OH)2

11,8

66

RbOH

13,0

91

H2SO4

1,49

67

KOH

11,2

92

HCl

3,26

68

CsOH

12,5

93

NaOH

12,1

69

HClO4

1,6

94

H2SO4

2,6

70

HCl

1,95

95

HCl

2,3

71

NaOH

11,5

96

HNO3

3,03

72

H2SO4

1,91

97

Сa(OH)2

11,4

73

HCl

1,56

98

Ba(OH)2

11,1

74

HNO3

1,41

99

CsOH

11,8

75

HNO3

1,32

100

Sr(OH)2

12,3

 

Примеры выполнения заданий по теме 4 приведены в [6, раздел 7;

5, раздел 8].

 

Тема 5  Электрохимия. Коррозия и защита металлов

 

Задание 1

Для данного гальванического элемента:

1)     определите анод и катод;

2)     напишите уравнения процессов, потекающих на аноде и катоде в

 работающем гальваническом элементе. Запишите уравнение токообразующей реакции;

3)     рассчитайте энтальпию, энергию Гиббса токообразующего процесса и

4)     электродвижущую силу  гальванического элемента двумя способами.

 

Номер

варианта

Гальваническая пара

Номер

варианта

Гальваническая пара

1

Н2, Pt / H+ // Zn2+/ Zn

16

Br2, Pt / Br -// Zn2+/ Zn

2

Cl2 , Pt /Cl- // Zn2+/ Zn

17

Cs / Cs2+ // Cl- /Cl2, Pt

3

Ag / Ag+ // Zn2+/ Zn

18

Ni / Ni2+ // Fe2+/ Fe

4

Ni / Ni2+ // Zn2+/ Zn

19

Ag / Ag+ // Mg2+/ Mg

5

Mg / Mg2+ // Br- / Br2, Pt

20

Cu / Cu2+// Mg2+ / Mg

6

Sn / Sn2+ //  Ra2+ / Ra

21

Ag /Ag+ // OH-/ O2, Pt

7

Н2, Pt / H+ // OH-/ O2, Pt

22

Li / Li+ // Cl- / Cl2, Pt

8

Cd /Cd2+ // OH-/O2, Pt

23

Al / Al3+ // H+/  Н2, Pt 

9

Ni / Ni2+ // OH-/O2, Pt

24

Ni / Ni2+ // Mg2+/ Mg

10

I2, Pt / I -// Cl- /Cl2, Pt

25

Н2, Pt / H+ // Hg2+ / Hg

11

O2, Pt / OH- // Mg2+/ Mg

26

Be /Be2+ // Pt2+ / Pt

12

Ag / Ag+ // Fe2+/ Fe

27

Na / Na+ // Ge2+ / Ge

13

Н2, Pt / H+ // Pb2+/ Pb

28

Rb / Rb+ // Cr3+ / Cr

14

Cl2 , Pt / Cl- // Ni2+/ Ni

29

Ni / Ni2+ // Cd2+/ Cd

15

Zn / Zn2+ // Au3+ / Au

30

K / K+ // Cu+ / Cu

 

 

Задание 2

Для водного раствора данного электролита:

1)     напишите уравнения процессов, которые идут на электродах

 при электролизе;

         2) рассчитайте теоретическое напряжение разложения при 298 К, если катодный выход металла по току ВМ=..... ;

3)     рассчитайте, сколько и каких веществ выделится на катоде и

 аноде, если электролиз вести при силе тока  I = …..А  в течение  τ  часов;

4) определить, как будет меняться среда у анода и катода в процессе электролиза;

5) описать анодный процесс при замене анода на другой

 

 

Номер

варианта

Электролит

Электроды

ВМ

I, А 

τ  ч

Замена

31

CuSO4

Медные

1

10

2,5

Графит

32

K[Ag(CN)2]

Серебряные

0,98

20

5

Графит

33

NiSO4

Никелевые

0,9

15

2

Диоксид свинца

34

CdSO4

Кадмиевые

0,9

5

2

Диоксид свинца

35

CdSO4

Кадмиевые

0,9

6

1

Платина

36

K[Ag(CN)2]

Серебряные

1

10

1,5

Платина

37

H2[PtCl6]

Платиновые

0

2

1

Графит

38

H2[PtCl6]

Графитовые

1

1

2

Диоксид рутения

39

SnSO4

Оловянные

0,85

25

0,5

Диоксид рутения

40

AgNO3

Графитовые

0,99

0,6

0,5

Диоксид рутения

41

Ni(NO3)2

Никелевые

0,9

35

2,5

Диоксид свинца

42

PbSO4

Свинцовые

0,76

7,7

0,8

Графит

43

H2SO4

Нержавеющая сталь

0,25

15

0,5

Цинк

44

MgSO4

Графитовые

0

10

3

Платина

45

ZnSO4

Цинковые

0,7

10

1

Диоксид рутения

46

Na[Cu(CN)2]

Медные

0,9

20

5

Платина

47

SnSO4

Оловянные

0,9

10

2

Диоксид свинца

48

CoSO4

Графитовые

0,7

5

5

Свинцовые

49

AgNO3

Графитовые

1

1

1

Платина

50

SnCl2

Графитовые

0,95

2,5

0,5

Оловянные

51

CuSO4

Графитовые

0,98

1

3

Медные

52

Ni(NO3)2

Графитовые

0,9

20

0,5

Никелевые

53

H2SO4

Рутениевые

0,8

18

1,1

Свинцовые

54

NaCl

Графитовые

0,95

2,3

0,5

Цинковые

55

ZnSO4

Цинковые

0,82

4,5

1,5

Графитовые

56

KOH

Графитовые

0,79

3,7

2,5

Никелевые

57

MgCl2

Магниевые

0,88

12

1

Платиновые

58

HCl

Графитовые

0,92

9,3

1,5

Оловянные

59

Na2SO4

Графитовые

1

10

3

Медные

60

CuCl2

Медные

1

5,6

2,5

Рутениевые

 

 

Задание 3

Для пары металлов:

1) определить, возможна ли коррозия металла из данной пары в среде с рН= .......   при контакте с воздухом;

2)     написать уравнения анодного и катодного процессов;

3)     предложить для данной пары анодное и катодное покрытие.

Изменятся ли коррозионные процессы при нарушении сплошности покрытия и если изменятся, то как? Написать уравнения реакций.

 

Вариант

Пары металлов

рН

Вариант

Пары металлов

рН

61

Pb-Sn

12

81

Fe-Co

4,5

62

Sn-Cu

6

82

Fe-Ni

8

63

Fe-Co

10

83

Sn-Ag

10

64

Cu-Co

4

84

Cd-Cu

7

65

Fe-Ni

11

85

Pb-Cu

12

66

Sn-Cd

4

86

Cd-Ni

4

67

Cd-Cu

12

87

Zn-Ag

11

68

Zn-Ag

10

88

Pb-Sn

4

69

Cd-Pb

6

89

Cu-Zn

2

70

Fe-Cu

5

90

Sn-Cu

9

71

Fe-Pb

3

91

Fe-Mg

3,5

72

Sn-Ag

4,5

92

Ni-Mg

5

73

Zn-Ni

5

93

Fe-Ni

4

74

Mg-Ni

10

94

Cd-Pb

12

75

Zn-Sn

8

95

Zn-Sn

2

76

Zn-Cd

7

96

Zn-Ag

3,5

77

Fe-Sn

5

97

Fe-Pb

10

78

Fe-Cd

4

98

Cd-Cu

4

79

Zn-Cu

2,5

99

Zn-Cd

5

80

Fe-Cu

2

100

Pb-Mg

5,5

 

Примеры выполнения заданий по теме 1 приведены в [5, раздел 9;

6, раздел 8; 7,  глава IX].

 

Список литературы 

1.  Коровин Н.В., Масленникова Г.Н., Мингулина Э.И., Филиппов Э.Л. Общая химия. - М.: Высшая школа, 2005.

2. Харин А.Н., Катаева Н.А., Харина Л.Г. Курс химии. - М.: Высшая школа,1983.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: Химия, 1999.

4. Пралиев С.Ж., Бутин Б.М.,  Байназарова Г.М., Жайлау С.Ж. Общая химия, I том. - Алматы, 2003.

5. Гольбрайх З.Е., Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по химии. – М.: АСТ-Астрель, 2004.

6. Задачи и упражнения по общей химии. Под.ред.Коровина Н.В. – М.: Высшая школа, 2004.

7. Байназарова Г.М., Бутин Б.М.,  Жайлау С.Ж., Куатбеков К.М. Общая химия. Решебник. - Алматы, 2006.

  

Содержание

Введение………………………………………………………………………… 3

1  Строение атома ........... …………………………………………………….... 4

2  Окислительно-восстановительные реакции...…………………………….... 5

3  Растворы электролитов  ……………………. ……………………………… 7

4  Расчет рН и концентраций растворов слабых и сильных электролитов ...12

5  Электрохимические процессы.Коррозия и защита металлов  …………....14

Список литературы………………………………………………………......... 18